鋁鋰合金材料在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用

鋁鋰合金材料在航空航天工程的應(yīng)用非常廣泛，由于鋁鋰合金材料密度小、比強(qiáng)度高、比彈性模量大, 廣泛應(yīng)用航空航天工程。但是, 鋁鋰合金材料室溫塑性差、易開裂、力學(xué)性能各向異性嚴(yán)重, 成為限制其發(fā)展的主要因素。鋁鋰合金材料經(jīng)過科研人員的不懈努力, 以形變熱處理技術(shù)形成的超塑性鋁合金材料誕生, 超塑性鋁合金材料的誕生, 標(biāo)志著航空航天工程迎來了新的曙光。例如, 在航空領(lǐng)域內(nèi), 麥道公司在1990年3月對由鋁鋰合金 (8090) 制造的F-15B鷹戰(zhàn)斗機(jī)的整流罩進(jìn)行試驗, 它可以替代由鑄件和鈑金件裝配成的構(gòu)件。超塑性鋁鋰合金材料技術(shù)在航空航天領(lǐng)域正在迅猛發(fā)展。

鋁鋰合金材料發(fā)展歷史，要追溯到上個世紀(jì)50年代到60年代初, 第一代鋁鋰合金材料由美國Alcoa公司和蘇聯(lián)科學(xué)家開發(fā)出來。1958年, 美國Alcoa公司研制出2020合計板材, 用在海軍RA-5C軍用預(yù)警機(jī)上。20世紀(jì)70年代到80年代后期, 是鋁鋰合金材料發(fā)展的第二階段。70年代的能源危機(jī)迫使航空工業(yè)要對飛機(jī)材料進(jìn)行大刀闊斧的改良, 此階段研究出的第三代鋁鋰合金材料, 重量減輕了7%-10%, 彈性模量提高了10%-16%, 有良好的疲勞性能。第四代鋁鋰合金材料, 鋰合量有所降低, 與之前相比, 其合金強(qiáng)度韌性進(jìn)一步提升。2010年, 中國航空工業(yè)集團(tuán)采用美國達(dá)文波特軋制廠的新一代鋁鋰合金成功制造出C919國產(chǎn)大型客機(jī)的直部段。鋁鋰合金的不斷發(fā)展, 將導(dǎo)致我國鋁鋰合金的廣注應(yīng)用。

在未來航空航天工業(yè)中, 輕量化必將成為發(fā)展的重要趨勢, 鋁鋰合金材料正以它優(yōu)異的物理化學(xué)性能在航空航天領(lǐng)域中發(fā)揮著巨大的作用。如果能在鋁鋰合金材料優(yōu)異性能的基礎(chǔ)上, 使其輕量化, 將會引起鋁鋰合金在該領(lǐng)域更廣泛地應(yīng)用。目前, 許多合金材料的易被腐蝕、價格昂貴、制造成本高、可塑性等缺點(diǎn)有待進(jìn)一步提高。強(qiáng)化合金材料的結(jié)構(gòu)功能一體化, 不僅能增強(qiáng)其機(jī)械性能, 而且能賦予其所不具備的特性, 可以使其在航空航天生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用價值提升。