Какие факторы влияют на комплексные свойства материалов при применении высококачественных материалов из алюминиевых сплавов в аэрокосмической области?

Алюминиевые сплавы в основном используются в качестве конструкционных материалов в самолетах, таких как обшивка, шпангоуты, пропеллеры, топливные баки, стеновые панели и стойки шасси.Применение и развитие алюминиевых сплавов в авиакосмической промышленности можно разделить на несколько этапов: в 1950-е годы основной целью было снижение веса и повышение удельной жесткости и прочности сплава;в 1960-х и 1970-х годах основной целью было повышение долговечности и устойчивости сплава к повреждениям.Сплавы серии 7ХХХ, системы термической обработки Т73 и Т76, сплавы 7050 и сплавы высокой чистоты;в 1980-е годы из-за роста цен на топливо потребовалось дальнейшее снижение веса конструкции;с 1990-х годов целью разработки алюминиевых сплавов является дальнейшее снижение веса и дальнейшее повышение долговечности сплава и устойчивости к повреждениям.Например, разработан новый тип алюминиевого сплава, обладающий высокой прочностью, высокой ударной вязкостью и высокой коррозионной стойкостью, а для обработки сложных цельных конструктивных элементов используется большое количество толстых пластин вместо компонентов, ранее собранных из множества деталей, которые не могут только уменьшить вес конструкции, но и обеспечить стабильную работу.Достижение этого требует разработки толстых пластинчатых материалов с низким внутренним напряжением.

Толстая пластина из алюминиевого сплава является важным конструкционным материалом в современной аэрокосмической промышленности.В настоящее время алюминиевая промышленность в развитых странах постоянно разрабатывает новые толстые пластины из алюминиевых сплавов с отличными характеристиками.Среди них есть следующие распространенные сплавы, одним из которых является толстая пластина из алюминиевого сплава 7075-T7651., он обладает высокой прочностью, хорошей ударной вязкостью, устойчивостью к нагрузкам и устойчивостью к коррозии, он принадлежит к сверхтвердому алюминиевому сплаву алюминий-цинк-магний-медь, который широко используется в каркасах самолетов, встроенных стеновых панелях, шасси, коже и т. д. Второй — сверхтвердый алюминиевый сплав 7055, который является сплавом с самой высокой прочностью среди деформируемых алюминиевых сплавов.Прочность листа из сплава 7075-Т77 производства Alcoa на 10% выше, чем у 7150, и на 30% выше, чем у 7075, и он разрушается.Хорошая прочность и высокая устойчивость к росту усталостных трещин.Толстая пластина из алюминиевого сплава имеет хорошие комплексные характеристики в качестве материала для аэрокосмической промышленности, но при закалке также возникают остаточные напряжения.Существование остаточных напряжений серьезно влияет на последующую обработку и применение материала, особенно когда он используется в качестве детали конструкции или Остаточное напряжение является основной причиной преждевременного выхода материала из строя и даже серьезных несчастных случаев при работе в агрессивных средах.Поэтому очень важно изучить способ устранения остаточных напряжений.

Алюминиевые сплавы серии 2000 обладают превосходной термостойкостью и в основном используются в деталях, устойчивых к высоким температурам в аэрокосмической отрасли.Стабильность прочности и технологические характеристики чаще всего применяют для жаропрочных деталей, а также жаропрочных свариваемых деталей конструкций и поковок, работающих в диапазоне температур от 150 до 250 °С.В сплавах серии 2000 присутствуют примеси железа (Fe) и кремния (Si).Присутствие этих двух примесей приводит к образованию крупных примесных фаз, которые серьезно влияют на вязкость разрушения и механические свойства с коротким поперечным сечением.Таким образом, учитывая корректировку содержания легирующих элементов и уменьшение примесной фазы Fe и Si, исследователи улучшили прочность и ударную вязкость алюминиевых сплавов серии 2000, а также улучшили жаростойкость алюминиевых сплавов за счет добавления элементов никеля (Ni).содержание для улучшения сварочных характеристик материалов из алюминиевых сплавов.Для материалов из тонкостенных алюминиевых сплавов в основном улучшаются характеристики устойчивости к повреждениям, а для толстостенных материалов из алюминиевых сплавов в основном улучшаются характеристики устойчивости к коррозии под напряжением и ударная вязкость.Самый подходящий материал.

В алюминиевых сплавах серии 7000 в качестве основного элемента добавки используется Zn.Прочность алюминиевого сплава можно повысить термической обработкой.После добавления элемента Mg в сплав можно улучшить его характеристики горячей деформации и расширить диапазон закалки.Изменение условий термообработки позволяет улучшить прочность, свариваемость и коррозионную стойкость.Однако введение элемента Mg делает алюминиевые сплавы серьезно склонными к коррозии под напряжением.Таким образом, алюминиевые сплавы серии 7000 относятся к высокопрочным свариваемым сплавам с высокой чувствительностью к коррозии под напряжением.Сплав Al/Zn/Mg/Cu с добавлением элемента Cu обладает более высокой прочностью и относится к сверхвысокопрочным алюминиевым сплавам.Предел текучести очень близок к пределу прочности.А прочность при высоких температурах низкая, и ее часто используют для несущих деталей конструкций, рабочая температура которых ниже 120 °C.Превосходная обрабатываемость, коррозионная стойкость и высокая ударная вязкость алюминиевых сплавов серии 7000 делают их основным конструкционным материалом для аэрокосмической промышленности.На международном уровне еще в 1820-х годах было признано, что совместная термическая обработка после добавления Mg и Zn в алюминиевые сплавы оказывает упрочняющий эффект, но существует серьезная проблема коррозионного растрескивания под напряжением.Молибден (Mo) решает проблему коррозионного растрескивания под напряжением и находит широкое применение на палубных истребителях.В частности, в 1943 году разработанный в США сплав 7075 был впервые применен на бомбардировщике В-29, что внесло революционные изменения в конструкцию и летно-технические характеристики самолета.Впоследствии алюминиевые сплавы серии 7000 копировались и разрабатывались в различных странах и широко использовались в высококачественной промышленной продукции.В 1960-х годах в США усовершенствовали алюминиевый сплав 7075 и разработали сплав 7050, который более прочный, прочный и устойчивый к коррозии под напряжением.Сплав, используемый при изготовлении верхней конструкции крыла крупных гражданских самолетов, таких как Boeing 757/767 и Airbus A301.В 1980-х годах в США успешно разработали сплав 7055 на основе сплава 7150. Его прочность примерно на 10% выше, чем у сплава 7150, и он имеет высокие комплексные характеристики.Он используется для верхней обшивки крыла и стрингера пассажирского самолета Боинг 777.