航空航天高强、高韧性和耐腐蚀性强的铝管铝方管铝合金材料发展方向及工艺处理!
高强铝合金一般指屈服强度在500MPa以上的铝合金,常见的就是牌号为7系列的超硬铝。该系列铝合金最初是在航空航天的应用背景下研发的,目前已发展成为世界各国军、民用飞机的主要结构材料,在飞机结构件中占到70-80%比重,并在很多领域替代了昂贵的钛合金,成为不可缺少的重要轻质结构材料。随着现代航空航天领域,核工业,交通运输业的持续发展,对结构件的综合性能提出了更高的要求,集质轻、高强、高韧、高断裂韧性、抗应力腐蚀能力于一身的新一代超高强铝合金无疑是首选方案。
铝合金作为一种较为成熟的轻质高强合金材料在航空航天中的使用量巨大,铝合金材料一般作为结构材料使用,比钢有更高的比强度和更优异的加工性能。
航空航天领域主要发展高强、高韧性和耐腐蚀性强的铝管铝方管铝合金材料以满足航空航天严苛的使用条件,应用比较多的为2000系和7000系铝合金,在高强铝合金的基础上进行工艺的改良和材料配方的改进,通过粉末冶金、喷射成型等创新的生产工艺发展性能更优异的轻质铝合金材料,开展铝基复合材料及超塑性铝合金材料相关研究。
在轻质高强铝合金的发展应用过程中,应力腐蚀问题是伴随铝合金的整个应用发展史之中的主要问题,如何削弱或延缓高强度铝合金在使用过程中的应力腐蚀问题,成为铝合金应用过程中的主要难题。
在航空航天领域应用较多的有2000系铝合金的主体成分主要是铝(Al)、铜(Cu)、镁(Mg)3种元素,7000系的铝合金主要成分是Al、锌(Zn)、Mg、Cu元素,还有一些通过加入一些特殊元素获得的高性能(高强、高韧、耐腐蚀性能)铝合金材料。目前,获得高性能铝合金材料的主要方法是通过改变熔铸条件实现。
2000系铝合金主要以Cu为主要的合金元素,铝合金材料中加入适量的Cu元素制备的合金在强度、耐热性、加工性能上会有更好的提升,但耐腐蚀性能会降低,因为Cu元素的引入会使铝合金内部更容易呈现晶间腐蚀,材料组成元素直接影响着铝合金的性能。因此,对于2000系的铝合金一般都在表面做纯铝或6000系铝合金包覆处理作为本体铝合金的电化学保护膜,提高其耐腐蚀的性能。后来学者对于不同牌号铝合金提高应力腐蚀性能的方法进行了很多研究,在一定程度上延缓了铝合金的应力腐蚀的程度。
铝管铝方管铝合金材料是确保飞机安全飞行的重要部件材料,不同部位铝合金材料的选型及性能预测直接关系到飞机的安全可靠性,预测航空铝合金材料的失效问题直接关系到生命安全,需要引起广泛重视。
性能优异的高强铝合金铝管铝方管主要应用在航空航天及军事领域,因为航空航天及军用类产品对减重的要求极高,高比强度的材料是航空航天的优选材料,在飞机用铝材中,7000系高强高韧铝合金和2000系中强高韧铝合金起着重要作用。


