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                  研發鋁鋰合金的重要意義

                  瀏覽:1051 發布時間:2014-03-31

                                                                                                                 研發鋁鋰合金的重要意義

                                                                                                                                                                              轉自《中國鋼材網》

                   

                          Li 是最輕的金屬元素,在鋁合金中每加入 1% 的Li,可使鋁合金密度降低3%,模量提高6%。據推算,如果采用先進鋁鋰合金取代傳統鋁合金制造波音飛機,結構質量可以減輕14.6%,燃料節省5.4%,飛機成本下降2.1%,每架飛機每年的飛行費用將降低2.2%;戰斗機質量若減輕15%,則可縮短飛機滑跑距離15%,增加航程 20%,提高有效載荷30%;航天運載器每減輕1 kg,其發射費用可節省約2萬美元。因此,發展鋁鋰合金,在航空航天領域具有重要的意義。

                   

                    鋁鋰合金的研究和開發至今已有80多年歷史,但早期的鋁鋰合金具有明顯的缺點,如延展性和斷裂韌性低、缺口敏感性高、加工生產困難、價格昂貴等,導致其未能獲得進一步的推廣應用。到上世紀80年代,情況有所改進,西方各國研制成功了低密度、中強耐損傷型和高強型等一系列較為成熟的鋁鋰合金產品,但仍存在一些明顯的缺點,如各向異性嚴重;短橫向強度較低;塑韌性水平較低;熱暴露后會嚴重損失韌性;大部分合金不可焊;強度水平總體較低等,使其綜合性能和價格難以與高性能鋁合金競爭。直到近20年,才發展出一系列具有一定特殊優勢的鋁鋰合金,如美國發明了具有良好可焊性的超高強鋁鋰合金及高抗疲勞性能鋁鋰合金;俄羅斯開發了高強可焊的鋁鋰合金等。這些新開發的鋁鋰合金具有以下特點: 密度小、模量高; 良好的強度-韌性平衡; 耐損傷性能優良; 各向異性小; 熱穩定性好; 耐腐蝕; 加工成形性好,其中尤以低各向異性鋁鋰合金和高強可焊鋁鋰合金最引人注目。由于綜合性能提高,一些新型鋁鋰合金的性能已明顯優于目前航空航天部門使用的一些傳統鋁合金,并在航空及航天工業上獲得廣泛應用。

                   

                    新型鋁鋰合金不僅具有低密度、高彈性模量、高比強度和高比模量的優點,同時還兼具低疲勞裂紋擴展速率、較好的高溫及低溫性能等特點,被認為是航空航天最理想的結構材料。鑒于航天對減重的實際需求以及新型鋁鋰合金優異的綜合性能,歐美及俄羅斯等國都十分重視研制和開發航空航天用新型鋁鋰合金,西方航天大國在未來航天工業中都有大量應用鋁鋰合金的計劃。例如,美國新一代航天工程“星座計劃”計劃中,執行美國空間探索的新型運輸基礎設施的重要單元的戰神系列火箭的上面級將全部采用鋁鋰合金制造。

                   

                    近三十年來,我國中南大學,西南鋁業司、航天材料及工藝研究所以及北京航空材料研究院等單位,在鋁鋰合金的研發上取得了重大突破,使我國鋁鋰合金的研發水平與國外基本保持相當水平。同時,國產鋁鋰合金在我國一些重要航空航天飛行器上也獲得了應用。我國和美、法、俄等國一起,成為世界上能工業化生產和應用先進鋁鋰合金的少數幾個國家。進一步推動我國鋁鋰合金的研發工作顯然具有極為重要的戰略意義。

                  川公網安備 51011502000224號

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