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铝锂合金使用的隐状与前景

浏览次数:时间: 2019-08-10

  铝锂合金使用的现状取前景_能源/化工_工程科技_专业材料。铝锂合金使用的现状取前景 刘玉海 铝-锂合金是正在开辟更轻的飞机布局材料过程中应运而生的,十几年前就 已达到批量供应能力,但曲到目前,还没有达到将来预期的那样使用规模,有待 于做进一步的开辟工做, 把

  铝锂合金使用的现状取前景 刘玉海 铝-锂合金是正在开辟更轻的飞机布局材料过程中应运而生的,十几年前就 已达到批量供应能力,但曲到目前,还没有达到将来预期的那样使用规模,有待 于做进一步的开辟工做, 把它推上一新台阶。材料出产企业目前等候着大型客机 出产公司能正在新型飞机上利用这类合金,从而鞭策这种高手艺合金向前成长。 70 年代后期,材料科学工做者取航空部分的工程手艺人员认为,正在飞机用 材中大量利用铝-锂合金可能大大减轻其分量,因而,除一些工业发财国度的官 方研究院所外, 还有一批大的铝工业公司也先后竞相投入了极大的精神取财力来 开辟适用的铝-锂合金及其批量出产工艺。 1993 年,彼施涅公司正在其研究试验核心扶植了一套出产铝-锂合金的公用 设备, 年出产能力为 450 吨; 美国铝业公司正在其匹兹保的手艺研究核心的两头试 验厂内出产这类合金,出产能力为 9100 吨/年;而铝业公司正在英国已成立 起一个小型规模的铝-锂合金出产厂,出产能力为 3000 吨/年。 的霍默斯认为,铝-锂合金的机能很难一言以蔽之,由于它的各类 机能既取合金化相关,又取热处置工艺亲近相关;不外,一般地说,该合金的强 度虽不如钛合金的, 但可正在连结其高强度机能的同时,可通过分歧的工艺处置使 它具有分歧的其他机能。 霍默斯说: “8090 合金能够超塑成形,这是它的最宝贵的机能之一,它正在高 温成形后,仍具有很高的强度机能” 。通过超塑成形,能够制得外形复杂的部件, 不单能够削减零件数量, 并且可免得除把零件拆卸成多种连接工艺。超塑成形是 一种特殊的成形工艺,因此成本昂扬。 铝-锂合金取其他合金分歧之处是,可正在空气中淬火,可避免水淬时发生 的独一热应力变形。 铝业公司批量出产的独一铝-锂合金是英国研 制的 8090 合金,该公司从英国购得了专利。8090 合金含 2.5%锂以及少量 的 Cu、Mg、Zr 和其他元素。霍默斯指出,正在现实出产中,Cu 和 Mg 的含量虽 然仍正在专利的范畴内,但其范畴比例节制得很严酷,且成份随产物品种(诸如挤 压材、轧制厚板或薄板等)的分歧而加以精细的调整。 目前,世界上的一些次要飞机制制公司大都采办了铝-锂合金半成品,用 于试制新型飞机,但用量取起步速度,比估计的少取慢,并且迄今次要用于军用 飞机而非客机。正在美国已用铝-锂合金制制 C17 军用运输机的原型机,英国生 产的“西 101 型” (Westland101)曲升机地板支持型材是用铝-锂合金挤压 的,并且其将来机型的机舱框架将采用铝-锂合金锻件制制。 西飞机公司正预备用铝-锂合金制制 101 型曲升机的蒙皮;英国公司 已用铝-锂合金薄板制制欧洲和役机(EFA)原型机的机身蒙皮;而法国达萨尔 (Dassault)公司则用铝-锂合金制制第三次改型的拉法尔(Rale)和役机原型 的次要构架。 铝-锂合金的最大成长潜力无疑是用鄙人一代空中客车飞机上,这种正在平易近 用客机上的使用一旦成功, 不只其本身具有十分主要的意义,且能证明这种合金 也合用于客机。 然而铝-锂合金目前并且当前仍将是很高贵的材料,这使得对价钱很 的飞机制制公司对该合金的利用很隆重,只用它制制那些被认为是合算的零部 件。铝-锂合金之所以高贵,是由下列要素形成的。 起首, 锂本身是一种很高贵的金属。 虽然它正在 8090 合金中的含量只要 2.5%, 但其代价比所有其他成份的总价还要多一些。虽然该元素正在地壳中的储量较丰 富,但几乎未发觉富锂的矿藏,因而,很难大量提取锂。 其次,锂是一种化学上很活跃的金属。出产工艺极复杂,特别是取铸 工艺。铝业公司出产铝-锂合金时,利用了大量氩,因此产物成本大大提 高;同时正在时,必需用价高的特种耐火材料。 第三,正在出产铝-锂合金时,其冷做软化速度比其他大大都铝合金的快得 多,因而若是采用冷加工工艺,如冷轧薄板及冷拨管材,则需要颠末多次退火, 提高了出产成本。铝-锂合金的其他机能取大大都常规铝合金的相当,因而,一 旦锻制完了,就能够正在常规设备长进行加工。 铝-锂合金的价钱依产物的类型而异,此中冷加工成品较高贵。铝 业公司取美国铝业公司认为,铝-锂合金的出产成本仅为普铝合金的 3.5 倍。 飞机制制公司至今不肯大量采用铝-锂合金,就是由于价钱太高贵,虽然 这方面的用量有可能添加,但航天器出产者决不会成为铝-锂合金的最大消费 者。正在当前航空部分消费的铝材上,平易近用飞机的用量约占 75%;此部分将是该 合金的最大潜正在市场。