Kòm yon alyaj limyè ki enpòtan pou ekipman transpò aviyasyon, pwopriyete yo makroskopik mekanik nan alyaj aliminyòm yo pre relasyon ak mikrostruktur li yo. Pa chanje eleman yo alyaj prensipal nan estrikti a alyaj aliminyòm, ka mikrostruktur la nan alyaj la aliminyòm dwe chanje, ak makroskopi pwopriyete yo mekanik ak lòt pwopriyete (tankou rezistans korozyon ak pèfòmans soude) nan materyèl la ka siyifikativman amelyore. Jiska kounye a, microalloying te vin pi prometteur estrateji nan devlopman teknolojik pou optimize mikrostruktur la nan alyaj aliminyòm ak amelyore pwopriyete yo konplè nan materyèl alyaj aliminyòm.Eskandyòm(SC) se eleman ki pi efikas microalloying enhancer li te ye pou alyaj aliminyòm. Solubility nan scandium nan matris aliminyòm se mwens pase 0.35 wt. Scandium gen plizyè efè fizik nan alyaj aliminyòm, ki gen ladan ranfòse solisyon solid, ranfòse patikil, ak anpèchman nan rkristalizasyon. Atik sa a pral entwodui devlopman istorik, dènye pwogrè, ak aplikasyon pou potansyèl nan scandium ki gen alyaj aliminyòm nan jaden an nan manifakti ekipman aviyasyon.
Rechèch ak devlopman alyaj eskandyòm aliminyòm
Adisyon a nan scandium kòm yon eleman alyaj nan alyaj aliminyòm ka remonte tounen nan ane 1960 yo. Nan moman sa a, pi fò nan travay la te te pote soti nan binè Al SC ak Ternary ALMG SC alyaj sistèm yo. Nan lane 1970 yo, Enstiti a Baykov nan Metaliji ak Materyèl Syans nan Akademi Sovyetik la nan Syans ak tout Enstiti a Ris nan rechèch alyaj limyè fè yon etid sistematik sou fòm lan ak mekanis nan Scandium nan alyaj aliminyòm. Apre prèske karant ane nan efò, 14 klas nan alyaj eskandyòm aliminyòm yo te devlope nan twa gwo seri (Al Mg SC, Al Li SC, Al Zn Mg SC). Solubility nan atòm skandyòm nan aliminyòm ki ba, ak lè l sèvi avèk pwosesis tretman chalè ki apwopriye yo, segondè dansite AL3SC nano presipite ka presipite. Faz presipitasyon sa a se prèske esferik, ak ti patikil ak distribisyon gaye, e li gen yon bon relasyon aderan ak matris la aliminyòm, ki ka anpil amelyore fòs la tanperati chanm nan alyaj aliminyòm. Anplis de sa, AL3SC nano presipite gen bon estabilite tèmik ak gwo rezistans nan tanperati ki wo (nan 400 ℃), ki se trè benefisye pou rezistans a chalè fò nan alyaj la. Nan Ris te fè alyaj eskandyòm aliminyòm, 1570 alyaj te atire anpil atansyon akòz pi gwo fòs li yo ak aplikasyon larj. Sa a alyaj ekspozisyon pèfòmans ekselan nan seri a tanperati k ap travay nan -196 ℃ a 70 ℃ e li gen natirèl superplasticity, ki ka ranplase Ris la te fè alyaj aliminyòm LF6 (yon aliminyòm mayezyòm alyaj sitou ki konpoze de aliminyòm, mayezyòm, kòb kwiv mete, Mangeryen, ak silikon) pou yo fè fas a akizasyon. Anplis de sa, Larisi te tou devlope aliminyòm zin mayezyòm scandium alyaj, reprezante pa 1970, ak yon fòs materyèl nan plis pase 500MPA.
Estati endistriyalizasyon an nanAlyaj eskandyòm aliminyòm
Nan 2015, Inyon Ewopeyen an lage "Ewopeyen an metalurji Roadmap: Kandida pou manifaktirè yo ak itilizatè fen", pwopoze yo etidye weldability nan aliminyòmalyaj eskandyòm mayezyòm. Nan mwa septanm 2020, Inyon Ewopeyen an te pibliye yon lis 29 resous mineral kle, ki gen ladan Scandium. 5024H116 aliminyòm mayezyòm scandium alyaj la devlope pa Ale aliminyòm nan Almay gen mwayen a gwo fòs ak gwo domaj tolerans, fè li yon materyèl trè prometteur pou po karleng. Li kapab itilize pou ranplase tradisyonèl 2xxx seri alyaj aliminyòm e li te enkli nan Airbus 'Aims03-01-055 liv akizisyon materyèl. 5028 se yon klas amelyore nan 5024, apwopriye pou soude lazè ak friksyon brase soude. Li ka reyalize pwosesis la fluaj fòme nan panno ipèrbolik miray entegral, ki se korozyon ki reziste epi yo pa mande pou kouch aliminyòm. Konpare ak 2524 alyaj, estrikti nan panèl an jeneral nan karlèl la ka reyalize yon 5% rediksyon pwa estriktirèl. AA5024-H116 aliminyòm scandium alyaj fèy la ki te pwodwi pa Aili Konpayi aliminyòm te itilize fabrike fuzèl avyon ak veso espasyèl konpozan estriktirèl. Epesè a tipik nan AA5024-H116 alyaj fèy la se 1.6mm 8.0mm, ak akòz dansite ki ba li yo, modere pwopriyete mekanik, segondè rezistans korozyon, ak strik devyasyon dimansyon, li ka ranplase 2524 alyaj kòm materyèl la po fuselage. Kounye a, AA5024-H116 alyaj fèy la te sètifye pa èrbus AIMS03-04-055. Nan mwa desanm 2018, Ministè Endistri ak Enfòmasyon Teknoloji nan Lachin lage "katalòg la k ap gide pou premye pakèt la nan demonstrasyon aplikasyon segondè nan materyèl kle nouvo (2018 edisyon)", ki gen ladan "High-pite Scandium oksid" nan katalòg la devlopman nan endistri a nouvo materyèl. Nan 2019, Ministè a nan endistri yo ak Teknoloji Enfòmasyon nan Lachin lage "katalòg la k ap gide pou premye pakèt la nan aplikasyon pou demonstrasyon nan kle materyèl nouvo (2019 edisyon)", ki gen ladan "SC ki gen materyèl pwosesis alyaj aliminyòm ak Al Si SC fil soude" nan katalòg la devlopman nan endistri yo materyèl nouvo. Lachin aliminyòm gwoup Nòdès alyaj limyè te devlope yon al Mg SC Zr Seri 5B70 alyaj ki gen skandyòm ak zirkonyòm. Konpare ak tradisyonèl AL MG Seri 5083 alyaj la san yo pa scandium ak zirkonyòm, sede li yo ak fòs rupture yo te ogmante pa plis pase 30%. Anplis, Al Mg SC Zr alyaj la ka kenbe konparab rezistans korozyon nan alyaj la 5083. Kounye a, antrepriz prensipal domestik yo ak klas endistriyèl laalyaj eskandyòm aliminyòmKapasite pwodiksyon yo se konpayi alyaj limyè nòdès ak endistri sidwès aliminyòm. Gwo gwosè 5B70 aliminyòm scandium alyaj fèy la devlope pa Nòdès alyaj limyè co, Ltd ka bay gwo plak alyaj aliminyòm epè ak yon epesè maksimòm de 70mm ak yon lajè maksimòm de 3500mm; Pwodwi fèy mens ak pwodwi pwofil yo ka Customized pou pwodiksyon, ak yon seri epesè nan 2mm 6mm ak yon lajè maksimòm de 1500mm. Sidwès aliminyòm te endepandamman devlope 5K40 materyèl yo e te fè pwogrè siyifikatif nan devlopman nan plak mens. Al Zn Mg Alloy se yon tan redi alyaj ak fòs segondè, pèfòmans bon pwosesis, ak pèfòmans ekselan soude. Li se yon materyèl endispansab ak enpòtan estriktirèl nan machin transpò aktyèl tankou avyon. Sou baz la nan mwayen fòs weldable alzn MG, ajoute scandium ak zirkonyòm eleman alyaj ka fòme ti ak gaye AL3 (SC, ZR) nanoparticles nan mikrostruktur la, siyifikativman amelyore pwopriyete yo mekanik ak estrès rezistans korozyon nan alyaj la. Langley Research Center nan NASA te devlope yon alyaj Ternary aliminyòm Scandium ak klas C557 a, ki se pare yo dwe aplike nan misyon modèl. Fòs estatik la, pwopagasyon krak, ak severite ka zo kase nan alyaj sa a nan tanperati ki ba (-200 ℃), tanperati chanm, ak tanperati ki wo (107 ℃) yo tout egal a oswa pi bon pase sa yo ki nan 2524 alyaj. Northwestern University nan Etazini yo te devlope Alzn MG SC Alloy 7000 seri a ultra-segondè alyaj aliminyòm fòs, ak yon fòs rupture ki rive jiska 680MPA. Yon modèl nan devlopman jwenti ant mwayen segondè fòs aliminyòm alyaj ak ultra-segondè fòs AL Zn Mg SC te fòme. Al Zn Mg Cu SC alyaj se yon alyaj aliminyòm wo-fòs ak yon fòs rupture depase 800 MPa. Kounye a, konpozisyon nominal la ak paramèt pèfòmans debaz nan klas prensipal yo nanalyaj eskandyòm aliminyòmyo rezime jan sa a, jan yo montre nan Tablo 1 ak 2.
Tablo 1 | Konpozisyon nominal nan alyaj eskandyòm aliminyòm
Tablo 2 | Microstructure ak pwopriyete rupture nan alyaj eskandyòm aliminyòm
Aplikasyon kandida nan alyaj eskandyòm aliminyòm
Segondè fòs AL Zn Mg Cu SC ak Al Culi SC alyaj yo te aplike nan chaj-pote konpozan estriktirèl, ki gen ladan Ris MiG-21 ak MiG-29 avyon de gè yo. Tablodbò a nan veso espasyèl la Ris "Mars-1" se te fè nan 1570 alyaj eskandyòm aliminyòm, ak yon rediksyon pwa total de 20%. Konpozan yo chaj-pote nan modil la enstriman nan veso espasyèl la Mas-96 yo te fè nan 1970 alyaj aliminyòm ki gen scandium, diminye pwa a nan modil la enstriman pa 10%. Nan pwogram nan "Sky Netwaye" ak Inyon Ewopeyen an "2050 wout vòl" pwojè, èrbus fèt entegre kago kenbe pòt konsepsyon, rechèch ak devlopman, manifakti, ak enstalasyon tès vòl pou A321 avyon ki baze sou siksesè a klas AA5028-H116 alyaj eskandyon nan 5024 alyaj eskandyon aliminyòm. Alloys scandium aliminyòm reprezante pa AA5028 demontre ekselan pwosesis ak pèfòmans soude. Itilize teknik soude avanse tankou soude brase friksyon ak soude lazè pou reyalize koneksyon serye nan eskandyòm ki gen materyèl alyaj aliminyòm. Aplikasyon gradyèl nan "soude olye pou yo fiks" nan avyon ranfòse estrikti plak mens pa sèlman kenbe konsistans nan materyèl avyon ak entegrite estriktirèl, reyisi manifakti efikas ak pri ki ba, men tou, gen rediksyon pwa ak efè poze sele. Rechèch aplikasyon an nan alyaj aliminyòm Scandium 5B70 pa Lachin Aerospace Enstiti Rechèch Materyèl Espesyal te kase nan teknoloji yo nan bondi fò nan eleman epesè miray varyab, kontwòl nan rezistans korozyon ak matche fòs, ak kontwòl sou soude estrès rezidyèl. Li te prepare aliminyòm alyaj alyaj fil soude adaptasyon, ak koyefisyan nan fòs jwenti nan friksyon brase soude pou plak epè nan alyaj la ka rive jwenn 0.92. Lachin Academy of Space Technology, Central South University, ak lòt moun te fè anpil tès pèfòmans mekanik ak eksperyans pwosesis sou materyèl la 5B70, modènize ak iterasyon konplo a seleksyon materyèl estriktirèl pou 5A06, epi yo te kòmanse aplike 5B70 alyaj aliminyòm nan estrikti prensipal la nan an jeneral ranfòse miray ranpa a nan kabinè a nan espas kabinè a. Se panèl la miray an jeneral nan plak la estrikti plak presyon ki fèt ak yon konbinezon de po ak zo kòt ranfòsman, reyisi pi wo entegrasyon estriktirèl ak optimize pwa. Pandan y ap amelyore frigidité an jeneral ak fòs, li diminye nimewo a ak konpleksite nan konekte konpozan, kidonk plis diminye pwa pandan w ap kenbe pèfòmans segondè. Avèk pwomosyon nan aplikasyon an nan jeni 5B70 materyèl, l 'a nan materyèl 5B70 pral piti piti ogmante ak depase papòt la ekipman pou minimòm, ki pral ede asire pwodiksyon an kontinyèl ak bon jan kalite ki estab nan matyè premyè, ak siyifikativman diminye pri materyèl anvan tout koreksyon. Kòm mansyone pi bonè, byenke anpil pwopriyete nan alyaj aliminyòm yo te amelyore nan microalloying scandium, pri a segondè ak rate nan eskandyòm limite seri a aplikasyon nan alyaj eskandyòm aliminyòm. Konpare ak materyèl alyaj aliminyòm tankou Al Cu, Al Zn, Al Znmg, Scandium ki gen materyèl alyaj aliminyòm gen bon pwopriyete konplè mekanik, rezistans korozyon, ak karakteristik ekselan pwosesis, ki fè yo gen kandida aplikasyon gwo nan manifakti a nan eleman prensipal estriktirèl nan jaden endistriyèl tankou aerososce. Avèk apwofondi kontinyèl nan rechèch sou teknoloji microalloying Scandium ak amelyorasyon nan chèn ekipman pou ak matche chèn endistriyèl, pri a ak faktè pri ki mete restriksyon sou aplikasyon an gwo-echèl endistriyèl nan alyaj aliminyòm Scandium pral piti piti amelyore. Bon pwopriyete yo konplè mekanik, rezistans korozyon, ak karakteristik ekselan pwosesis nan alyaj eskandyòm aliminyòm fè yo gen klè avantaj estriktirèl rediksyon pwa ak potansyèl aplikasyon lajè nan jaden an nan manifakti ekipman aviyasyon.
Post tan: Oct-29-2024