铝合金在航天航空中的应用

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1、《铝加工》2009年第3期总第188期技术工程铝合金在航天航空中的应用张钰（西南铝业（集团）有限责任公司，重庆九龙坡401326）摘要：本文介绍了铝合金在航天航空中的应用，介绍了合金的特点和性能及发展状况。关键词：铝合金；航天航空；合金牌号；应用中图分类号：TG146文献标识码：B文章编号：1005-4898(2009)03-0050-04铝合金在飞机上主要是用作结构材料，如：空气交换系统等。此处的温度达到200～400℃。蒙皮、框架、螺旋桨、油箱、壁板和起落架支柱与普通结构合金和高强合金相比，该合金具有合等。铝合金

2、在航天航空中的应用开发可分为几个金化程度高的优点，属铝-铜-镍系合金。阶段：50年代主要目标是减重和提高合金比刚度、耐蚀铝合金具有足够高的性能指标，其强度、比强度；60～70年代主要目标是提高合金耐久性塑性、冲击韧性、疲劳性能和可焊性都很好，主和损伤容限，开发出7XXX系合金T73和T76热要具有耐蚀性，这样就可用于水上飞机。它属于处理制度、7050合金和高纯合金；80年代由于燃铝-镁系合金和铝-镁-锌系合金。油价格上涨而要求进一步减轻结构重量；90年代2航天航空用大型挤压型材至今，铝合金的发展目标是进一步减重，并进

3、一步提高合金的耐久性和损伤容限。例如开发出高2.1主要特点和用途强、高韧、高抗腐蚀性能的新型铝合金，大量采随着科学技术的进步，铝合金型材正向着大型用厚板加工成复杂的整体结构部件代替以前用很化、整体化、薄壁扁宽化、尺寸高精化、形状复杂多零件装配的部件，不但能减轻结构重量，而且化方向发展，应用范围已由民用型材料推广到航天可保证性能的稳定。要实现这一点要开发出低内航空用型材，大型型材的主要特点有：①大型化和应力的厚板材料。整体化；②薄壁化和轻量化；③断面尺寸和形位公差精密化；④组织性能的均匀化与优质化。由于大1航天航空用铝

4、合金铸件型型材具有以上特点，给挤压加工带来了一系困在现代飞机结构件中，利用了1500～2000种难。航天航空用大型挤压型材主要有：整体带筋壁铝铸件，根据飞机不同的使用条件和部位，主要板、工字大梁、机翼大梁、梳状型材、空心大梁型用了三种基本的铝合金：即高强铝合金、耐热铝材等。主要用作飞机、宇宙飞船等航天航空器的受合金、耐蚀铝合金。力结构部件以及直升飞机异形空心旋翼大梁和飞机高强铝合金主要用于飞机机身部件、发动机跑道等。舱、座椅、操纵系统等，在大多数情况下可替代2.2大型挤压型材常用合金铝模锻件。高强铝合金在俄罗斯主要是

5、铝-铜系合①低强度铝合金：工业纯铝、3A21、5005、金，在美国主要利用铝-铜-猛系。铝-铜系合金零5A02、5A03、5086等热处理后不强化，其半成品件主要采用沙模铸造生产。在退火状态下和冷作硬化后使用。耐热铝合金零件主要用于靠近电动机的机舱、②中强度铝合金分为两组：热处理不可强化作者简介：张钰（1972～），女，汉，重庆九龙坡人，四川大学无损检测专业，工程师。收稿日期：2009-02－20·50·张钰：铝合金在航天航空中的应用技术工程铝合金（5A05、5A06、5B06）和热处理可强化铝合4铝-锂合金在航天航

6、空工业中的应用金（6A02、2A70、2A06）等。③高强度铝合金7A04和2A12在热处理时可自1924年，第一个含锂的铝合金Sclreoul急剧强化。(Al-12Zn-3Cu-0.6Mn-0.1Li)诞生以来，铝锂合金2.3大型铝合金型材的挤压工艺特点和关键技术已经有70年的历史，70年来，铝锂合金历经了艰2.3.1重型卧式挤压机及先进的配套设备难和波折，冲破了层层障碍，已经走向了工业生铝合金型材要向大型化、薄壁化、整体化和高产和应用。精化方向发展，要达到这个目标，最基础的条件是50年代，美国对铝锂合金产生兴趣，

7、Alcoa应配备现代化的重型卧式挤压机（50MN以上），机公司克服了其熔炼上的难点，于1957年生产出后应配有自动出料台、精密气淬火装置、牵引机、了含锂1.1％的铝锂合金，命名为2020合金。精密中断距、拉伸矫直机、辊式矫直机和人工失1958年美国航空公司对其做了首次评估，就塑效炉等辅助设备。为满足大型化、薄壁化、高精性、韧性问题进行了评估。次年将其用于海军警化的要求，在生产线上除采用PLC控制外，所有戒机的机翼皮和尾翼水平安定面。减重效益6％，参数（挤压温度、挤压速度、变形程度、铸锭规格、先后服役20年，未发现腐蚀

8、、应力腐蚀、疲劳挤压力及成品率等）都要通过电子计算机控制，使破坏等问题。60年代，美国航空界开始采用全程达到最优化水平。USAF航空损伤容限设计准则，2020合金因缺口2.3.2高比压的挤压筒敏感性高和断裂韧性低而难以被接受，于1969用高比压的挤压筒挤压时，特别是用扁挤压年放弃该合金。2020合金失败的另一个原因是技筒挤压时，其内套的强度是一