Tehnologija materialov iz letalskih aluminijevih zlitin
Končni scenarij uporabe aluminijeve zlitine je neposredno povezan s celotnim proizvodnim procesom, različni scenariji uporabe pa so odvisni od procesnega nadzora proizvodnega procesa, to je procesa predelave.
01, proizvodni proces ekstruzijskega profila iz aluminijeve zlitine visoke trdnosti
Visoko trdna aluminijeva zlitina ima različne oblike v procesu nanašanja, predvsem aluminijaste profile, aluminijaste plošče, prah za 3D tiskanje in druge oblike. Med njimi imajo profili iz aluminijeve zlitine odlične lastnosti, kot so majhna teža, visoka trdnost in zrel postopek varjenja.Aluminijprofili se lahko pogosto uporabljajo kot veliki konstrukcijski nosilni deli v letalskem in železniškem prometu. Proizvodni proces aluminijastih profilov v glavnem uporablja postopek neprekinjenega pultruzijskega oblikovanja za izboljšanje učinkovitosti proizvodnje in usmerjenost prednapetosti za izboljšanje mehanskih lastnosti profilov. V postopku iztiskanja aluminijastih profilov, pri metodi neprekinjenega iztiskanja z več cikli iztiskanja, se med sosednjima dvema ekstrudiranima gredicama oblikuje vmesnik, zaradi česar se razširitvena dolžina vmesnika v profilu poveča, ker bo prečni zvar močno vplival na življenjska doba aluminijastih profilov, kar ima za posledico močan upad življenjske dobe ob utrujanju.
02, postopek toplotne obdelave
Celovita učinkovitost materialov iz aluminijevih zlitin za izboljšanje razmerja sestave materiala je v veliki meri odvisna od procesnih tehničnih parametrov pri nadzoru proizvodnega procesa, ustrezna metoda toplotne obdelave lahko močno vpliva na celovito učinkovitost materialov iz aluminijevih zlitin, tako da za različne zmogljivosti Za potrebe aluminijeve zlitine je treba razviti ustrezno tehnologijo toplotne obdelave za izboljšanje celovite učinkovitosti materialov iz aluminijeve zlitine.
Z uporabo postopka visokotemperaturnega homogenizirajočega žarjenja za obdelavo aluminijeve zlitine se lahko faza krepitve staranja in preostala neravnotežna faza trdno raztopita v matrici do največjega obsega, njihova enakomerna porazdelitev pa lahko poveča koncentracijo trdne raztopine za trdno raztopino in doseže učinek izboljšanja staranja krepitev. Hkrati lahko v skladu s kombiniranim postopkom toplotne obdelave velikih odkovkov iz aluminijeve zlitine, in sicer z vročo deformacijo, vmesno visokotemperaturno homogenizacijo in postopkom obdelave z visoko temperaturno raztopino, celotna zasnova parametrov postopka toplotne obdelave izboljša trdnost in izboljša odpornost proti koroziji. .
Splošnotrdna aluminijeva zlitinaPostopek obdelave raztopine je razdeljen na dve vrsti: konvencionalna obdelava s trdno raztopino in obdelava s kompozitno trdno raztopino, pri čemer se obdelava s kompozitno trdno raztopino nanaša na krepitev trdne raztopine in visokotemperaturno obdelavo pred padavinami. V zgodnji fazi litja ingota lahko postopek homogenizacijskega žarjenja normalne temperaturne obdelave in nizkotemperaturne obdelave nadzoruje izločanje prehodnih elementov, prehodni elementi pa imajo očiten inhibicijski učinek na rekristalizacijo, kar lahko izboljša učinek krepitve podkonstrukcije zlitine na v določeni meri in nato izboljšajo lomno žilavost in odpornost proti koroziji zlitine ter učinkovito oslabijo anizotropijo materiala.
Obdelava s staranjem pri toplotni obdelavi aluminijeve zlitine visoke trdnosti prav tako igra ključno vlogo pri učinkovitosti aluminijeve zlitine, obstajajo pa tri glavne oblike obdelave s staranjem, staranje na vrhuncu, bipolarno staranje in regresijsko ponovno staranje. Cilj razvoja obdelave staranja je povečati trdnost aluminijeve zlitine, večjo žilavost, večjo odpornost proti koroziji in odpornost proti utrujenosti ter druge visoke celovite lastnosti, razvoj stanja toplotne obdelave je v smeri od T6 do T73 do T76 do T736 do T77 , zdravljenje staranja poteka od najvišjega razvoja staranja do čezmernega staranja in nato do vrnitve zdravljenja ponovnega staranja za zaporedni razvoj.
Temperatura in čas staranja vplivata na učinek krepitve staranja. Različni postopki obdelave s staranjem lahko neposredno vplivajo na natezno trdnost, mejo tečenja, raztezek in stopnjo interkristalne korozije aluminijeve zlitine. Že leta 1989 je Alcoa registrirala in razglasila prvo specifikacijo postopka obdelave RRA z imenom stanja toplotne obdelave T77, kar je tudi prva industrijska uporaba specifikacije postopka toplotne obdelave, ta specifikacija postopka se lahko uporablja kot toplotna obdelava navodila za delovanje postopka za aluminijevo zlitino 7150. Debela plošča iz aluminijeve zlitine 7150 in ekstrudirani deli, proizvedeni s tem postopkom, se pogosto uporabljajo v vojaških transportnih letalih C-17. Na Kitajskem je ključna tehnologija visoko zmogljive aluminijeve zlitine s tehnologijo toplotne obdelave T77 še vedno v razvojnem procesu in ni bila industrializirana.
Postopek toplotne obdelave vključuje tudi deformacijsko toplotno obdelavo, deformacijska toplotna obdelava je s kombinacijo termoplastične deformacije in postopka toplotne obdelave, uporaba deformacijske toplotne obdelave se lahko uporablja za izboljšanje porazdelitve prehodne faze padavin in fine strukture zlitine znotraj , razumna deformacijska toplotna obdelava lahko povzroči, da aluminijeve zlitine pridobijo večjo trdnost, žilavost in odpornost proti koroziji. Postopek deformacijske toplotne obdelave je bil predlagan že leta 1981, ki se uporablja predvsem v letalskih konstrukcijskih zlitinah. Deformacijska toplotna obdelava očitno vpliva na izboljšanje mehanskih lastnosti zlitin 7050 in 7475.
Na Kitajskem obstaja samo več kot 100 vrst postopkov toplotne obdelave aluminijevih zlitin in še vedno je velika razdalja od več kot 370 vrst tujih držav. Povečati bi morali razvoj postopka toplotne obdelave in skrajšati razdaljo do osnovne tehnologije toplotne obdelave aluminijevih zlitin v razvitih državah.
03, postopek 3D tiskanja iz aluminijeve zlitine visoke trdnosti
Razvoj nizkocenovne, visoko učinkovite in avtomatizirane procesne tehnologije za aluminijeve zlitine visoke trdnosti je pritegnil pozornost letalstva, tehnologija 3D-tiskanja velikih aluminijevih zlitin ali titanovih zlitin pa je v središču pozornosti vesolja. Tehnologija 3D tiskanja kot obetavna strateška tehnologija na Kitajskem igra ključno vlogo pri razvoju inženirskih aplikacij.
Na področju letalstva, čepravaluminijeve zlitineima veliko aplikacij, vendar ima dejanski postopek nanašanja v primerjavi s titanovimi zlitinami in kompozitnimi materiali določene pomanjkljivosti, kot je aluminijeva zlitina izpostavljena več kot 160 stopinjam pri uporabi mehanskih lastnosti in odpornosti proti koroziji, lastnosti utrujenosti se bodo zmanjšale in s podaljšanjem časa uporabe se bo zmehčala in postarala. Zato je treba opraviti veliko dela za izboljšanje celovite učinkovitosti aluminijeve zlitine v ekstremnih delovnih pogojih.
Z nenehnim napredovanjem tehnologije 3D tiskanja se nadaljuje tudi razvoj prahu iz aluminijeve zlitine visoke trdnosti, novi materiali iz aluminijeve zlitine pa se še naprej pojavljajo in še naprej osvežujejo nove vrhunce v zmogljivosti. Na primer, Amaero HOT Al, nova vrsta aluminijeve zlitine, ki sta jo skupaj razvila Amaero in Univerza Monash v Avstraliji, lahko po 3D-tisku doseže dolgoročno stabilnost pri 260 stopinjah C in nato še naprej podvržena toplotni obdelavi in staranju. Razvoj komercialnih visoko trdnih novih materialov iz aluminijeve zlitine za prilagoditev procesu 3D tiskanja za doseganje inteligentne proizvodne zmogljivosti aluminijeve zlitine, ki jo je mogoče nadzorovati in zelo zapletene oblike, je postal glavni trend prihodnjega razvoja. Pričakovati je mogoče razvojne možnosti za 3D-tiskanje aluminijevih zlitin, ki se uporabljajo predvsem v vesolju in na vojaškem področju.
