发展铝-锂合金生产 支撑航空航天工业发展

收藏 www.jctrans.com 2013-2-4 9:28:00 中国铝业网

导读:铝-锂合金是一种较老又年轻的铝合金,说它老是因为在上世纪的20年代初就已问世,并有少量应用,说它年轻是近二三十年来才在航空航天器上获得较多应用,且很有发展潜力,必将成为新一代的航空航天器与其他运输装备的关键性材料。

  铝-锂合金是一种较老又年轻的铝合金,说它老是因为在上世纪的20年代初就已问世,并有少量应用,说它年轻是近二三十年来才在航空航天器上获得较多应用,且很有发展潜力,必将成为新一代的航空航天器与其他运输装备的关键性材料。锂是既能降低铝的密度又能提其弹性模量的惟一合金化元素。向铝中每添加1%锂,合金的密度约下降3%,而其弹性模量则上升约6%。

  1924年德国研制成一种含锂的铝合金,商品名称为“斯克隆”,它的力学性能比硬铝的还要高一些,其成分(质量%):12Zn,3Gu,1Li,其他为铝及不可避免的杂质。含锂的铝合金从此诞生。

  1942年美国铝业公司的列巴隆申请了X2020合金的专利,其板材于1957年首次在美国海军的A31侦察机上得到应用;1962年在超音速轰炸机B-58和战斗机F-111上也有所应用,终因其断裂韧性低,特别是其疲劳裂纹缺口敏感性比7075-Tb合金的大得多,没有得到推广。

  上世纪60年代,苏联研制成01420铝-锂合金,其成分(质量%):4~7Mg,1.5~2.6Li,0.2~1.0Mn,或0.05~0.3Zr,0.05~0.15Ti,0.05~0.3Cr,其余为AL。它的性能为:抗拉强度448~483N/m㎡,屈服强度310~345N/m㎡,伸长率8%~10%,正弹性模量7380N/m㎡。

  1983年,美国铝业公司和加拿大铝业公司(英国)在巴黎航空展览会上宣布制成了一种革命性的的铝-锂合金,不但有高的力学性能,而且断裂韧度也比7075合金的高,疲劳裂纹扩展速率比7075合金小。在现行的飞机制造中,采用这种新合金材料可使零部件的质量下降10%左右,而在新型飞机设计中,采用这种新合金可使零部件的质量轻15%~30%。也就是说,在上世纪70年代材料科学家在解决铝-里合金的低韧性与晶界脆性方面取得了突破性的成就,为这材料的发展在航空航天上及其他方面的应用开辟出了一条长驱直入的康庄大道。当前美国铝业公司正在研制第三代铝-锂合金,如Al-Li-Tp-2与Al-Li-Tp-1,其性能全面超过现行2XXX系及7XXX系常规合金的,勇于制造2012~2025年的航空航天器的一些零部件。

本文关键词:航空,工业

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