Materiali iz aluminijeve zlitine visoke trdnosti, odporni proti koroziji, za vesoljsko industrijo
Z nenehnim razvojemsodobnega vesoljskega področja, jedrske industrije in transportne industrije so postavljene višje zahteve za celovito delovanje strukturnih delov in nova generacija aluminijeve zlitine ultra visoke trdnosti z majhno težo, visoko trdnostjo, visoko žilavostjo, visoko lomno žilavostjo in obremenitvijo odpornost proti koroziji je nedvomno prva izbira.
Aluminijeva zlitina ultra visoke trdnosti se na splošno nanaša na aluminijevo zlitino z mejo tečenja nad 500 MPa, najpogostejši pa je supertrdi aluminij serije 7. Ta serija aluminijevih zlitin je bila prvotno razvita v kontekstu uporabe v vesolju, zdaj pa se je razvila v glavne strukturne materiale za vojaška in civilna letala na svetu, saj predstavlja 70-80 % deleža strukturnih delov letal in na mnogih področjih namesto dragih titanovih zlitin postajajo nepogrešljivi pomembni lahki strukturni materiali.
** Ozadje razvoja letalske aluminijeve zlitine in trenutna situacija **
Aluminijeve zlitine se kot razmeroma zrel lahek material iz zlitine visoke trdnosti uporabljajo v vesolju, materiali iz aluminijevih zlitin se običajno uporabljajo kot strukturni materiali in imajo večjo specifično trdnost in boljše lastnosti obdelave kot jeklo.
Letalsko in vesoljsko področje v glavnem razvija materiale iz aluminijevih zlitin z visoko trdnostjo, visoko žilavostjo in odpornostjo proti koroziji, ki ustrezajo težkim pogojem uporabe v vesolju, uporaba je več aluminijevih zlitin serije 2000 in 7000, na podlagi izboljšave procesa izdelave visoko trdnih aluminijevih zlitin in izboljšanje formule materiala. Z inovativnimi proizvodnimi procesi, kot sta praškasta metalurgija in brizgalno brizganje, se razvijajo lahki materiali iz aluminijevih zlitin z boljšimi zmogljivostmi in izvajajo se povezane raziskave o kompozitnih materialih z aluminijevo matriko in superplastičnih materialih iz aluminijevih zlitin.
V procesu razvoja in uporabe lahke aluminijeve zlitine visoke trdnosti je problem napetostne korozije glavni problem v celotni zgodovini uporabe aluminijeve zlitine, kako oslabiti ali odložiti problem napetostne korozije pri uporabi visoko trdne aluminijeve zlitine glavna težava v postopku uporabe aluminijeve zlitine.
2000 serijaaluminijeve zlitineje predvsem Cu kot glavni legirni element, material iz aluminijeve zlitine, ki doda ustrezno količino Cu elementa, pripravljenega v moč, toplotno odpornost, učinkovitost obdelave bo bolje izboljšana, vendar bo odpornost proti koroziji zmanjšana, ker bo uvedba Cu elementa za lažje prikazovanje medkristalne korozije znotraj aluminijeve zlitine elementi sestave materiala neposredno vplivajo na učinkovitost aluminijeve zlitine. Zato je aluminijeva zlitina serije 2000 na splošno prevlečena s čistim aluminijem ali aluminijevo zlitino serije 6000 na površini kot elektrokemični zaščitni film glavne aluminijeve zlitine za izboljšanje njene odpornosti proti koroziji. Kasneje so znanstveniki opravili veliko raziskav o metodah za izboljšanje odpornosti proti napetostni koroziji različnih razredov aluminijeve zlitine, kar je do določene mere upočasnilo stopnjo napetostne korozije aluminijeve zlitine.
Na vesoljskem področju je glavna sestava aluminijeve zlitine serije 2000 predvsem aluminij (Al), baker (Cu) in magnezij (Mg), glavna sestava aluminijeve zlitine serije 7000 pa je Al, cink (Zn), Mg in Cu . Obstaja tudi nekaj visoko zmogljivih (visoka trdnost, visoka žilavost, odpornost proti koroziji) materialov iz aluminijevih zlitin, pridobljenih z dodajanjem nekaterih posebnih elementov. Trenutno je glavna metoda za pridobivanje visoko zmogljivih materialov iz aluminijeve zlitine spreminjanje pogojev taljenja in litja.
Material iz aluminijeve zlitine je pomemben sestavni material za zagotavljanje varnega letenja letal. Izbira in predvidevanje delovanja materialov iz aluminijevih zlitin v različnih delih sta neposredno povezana z varnostjo in zanesljivostjo letal. Napovedovanje napak materialov iz aluminijevih zlitin v letalstvu je neposredno povezano z varnostjo življenja in mu je treba posvetiti veliko pozornosti.
** Tuji razvoj materiala iz aluminijeve zlitine za vesoljsko in vesoljsko uporabo **
V šestdesetih letih 20. stoletja so se ZDA izboljšale na osnovi aluminijeve zlitine 7075 in razvile močnejšo, tršo in proti koroziji bolj odporno zlitino 7050, ki se je večinoma uporabljala v strukturnih delih stiskanja F-18, nato pa so razvile zlitino 7150 za proizvodnja Boeinga 757/767 in Airbusa A301 ter zgornje strukture kril drugih civilnih velikih letal. V osemdesetih letih prejšnjega stoletja so Združene države Amerike in drugi uspešno razvili zlitino 7055 na osnovi 7150, trdnost je približno 10% višja od 7150 in ima visoko celovito zmogljivost, ki se uporablja za zgornjo kožo krila in krilni stringer letala Boeing 777 .
** Vrzel med Kitajsko in mednarodno napredno stopnjo ter smer razvoja **
Na Kitajskem, čeprav so bili materiali iz aluminijevih zlitin razviti že vrsto let, še vedno obstaja velika vrzel v primerjavi z mednarodno napredno ravnjo. Posebna zmogljivost je: prvič, izdelki so večinoma imitacije, material iz aluminijeve zlitine s celovitimi neodvisnimi pravicami intelektualne lastnine še ni na voljo in standardni sistem za proizvodnjo materialov iz aluminijeve zlitine še ni vzpostavljen; Drugič, osnovne raziskave so šibke, razvojni čas je kratek in kopičenje podatkov je nezadostno; Tretjič, oprema za proizvodnjo in predelavo je zaostala, sistem nadzora kakovosti izdelkov pa ni popoln.
Glede na to bi morala biti prihodnja smer razvoja materialov iz aluminijevih zlitin na Kitajskem:
Spremenite vsebino in razmerje sestavnih elementov;
Razvijte formulacije materiala iz aluminijeve zlitine, ki ustrezajo različnim zahtevam glede učinkovitosti, izboljšajte učinkovitost aluminijeve zlitine s spreminjanjem pogojev polja strjevanja, izboljšajte količino trdne raztopine elementov zlitine in izboljšajte učinkovitost aluminijeve zlitine z dodajanjem elementov, kot je cirkonij (Zr), skandij (Sc), erbij (Er) in druge metode mikrozlitin;
Nadalje očistite zlitino, zmanjšajte Fe, Si in druge nečistoče, nadzirajte vsebnost nečistoč in izdelajte materiale iz aluminijeve zlitine z visoko žilavostjo in visoko trdnostjo;
Razviti novo tehnologijo toplotne obdelave, vzpostavitev različnih procesnih kartic toplotne obdelave za aluminijeve zlitine z različnimi zahtevami glede zmogljivosti in vzpostavitev ustreznega sistema specifikacij tehničnega standarda za zagotovitev stabilnosti postopka različnih razredov aluminijevih zlitin.
JIYGO REFRACTORY & ABRASIVE LIMITED