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铝合金被认可的原因

发布时间:2019-01-08 10:31 | 浏览:55
大家都知道铝合金具有密度小、比强度高、耐蚀性和成型性好、成本低,铝合金加工领域也是越来越广一系列优点,在航空、航天、船舶、核工业及兵器工业都有着广的应用前景。在航空方面,铝合金是飞机机体结构的主要用材。
 
虽说铝合金密度低,但其强度比较高,接近好钢,塑性好,可加工成各 种型材,具有优良的导电性、导热性和抗蚀性,工业上广使用,使用量次于钢。
 
铝合金加工方法可以分为变形铝合金和铸造铝合金。铸造铝合金,在铸态下使用;变形铝合金,能承受压力加工,力学性能高于铸态。可加工成各 种形态、规格的铝合金材。主要用于制造航空器材、日常生活用品、建筑用门窗。 
 
铝合金可以采用热处理获得良好的机械性能,物理性能和抗腐蚀性能。铸造铝合金按化学成分可分为铝硅合金,铝铜合金,铝镁合金和铝锌合金。
 
铝合金的发展与航空事业的发展是密不可分的。20世纪初在莱特兄弟制造的飞机上就采用了A1-Cu-Mn铸造的飞机发动机的曲柄箱体。1906年A. Wilm在AI-Cu-Mg系合金中发现时效硬化现象,使铝合金作为飞机主体结构材料成为可能,此后,铝合金作为飞机机体的主要结构材料登上历史舞台。
 
总结铝合金加工的阶段,在不同时期由于不同的需求,科学家们对航空铝合金一直不停地研究,一步一步地使航空铝合金地应用于飞行器的发展。
 
静强度阶段需求阶段
 
这一阶段的时间段大概是20世纪初到50年代中期,那个时候飞机的性能都比较简单落后,对飞机材料性能的需求是要求其具有高的静强度。这样就可以减 轻飞机的结构重量同时飞机的载重量和航程,从这些方面来飞机的性能。用我们今天得思想来看这显得很单纯、很简单,但是在当时的那种环境中确实也只能这样了。就是在这种需求的刺 激下,科学家们研制出了2014和2017铝合金。
铝合金被认可的原因
 
2014铝合金
 
2014铝合金从成分看即属于硬铝合金又属于锻铝合金,因含铜量较高,故强度较高,热强性较好,但在热态下的塑性比较差,2014铝合金具有良好的可切削性,接触焊、点焊和滚焊性能良好,电弧焊和气焊性能差;可进行热处理强化,有挤压效应。
 
随后又研制了2024-T3合金,至30年代,2024合金在飞机上得到了的应用。二战期间,为获得高的机体材料强度,研制了A1-Zn-Mg-Cu系合金7075-T6,随后又研制的7178-T6合金。这些合金在60年代以前应用于民用及军 用飞机上。
 
这一需求阶段开始的时间是60年代,那个时候飞机上开始使用厚大截面结构,这样就出现了机体机构的应力的腐蚀问题。新的铝合金材料不但要静强度需求还要能够满 足机体的腐蚀应力需求。后来研制出了一种能够腐蚀应力强度需求的7XXX系列的铝合金,但是同时少了15%的静强度。60年代,7075-T73、7075-T76合金在飞机上获得应用。
 
综合性能需求阶段
 
等到了60年代末到70年代初的这段时间,合金加工的发展受失效-设计的影响,对材料的高断裂韧度的要求便慢慢高。美国先研制了7475合金。为进一步厚大截面结构强度和应力腐蚀性能的要求,Alcoa公司研制了705小T74合金。70年代后期,飞机设计提出了机体结构材料在具有强度的同时应具有高的断裂韧度。
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