Materijali od aluminijumske legure visoke čvrstoće, otporni na koroziju za vazduhoplovstvo
Uz kontinuirani razvojsavremenog vazduhoplovstva, nuklearne industrije i transportne industrije, postavljaju se viši zahtevi za sveobuhvatne performanse strukturnih delova, kao i nova generacija aluminijumske legure ultra-visoke čvrstoće sa malom težinom, velikom čvrstoćom, visokom žilavošću, visokom otpornošću na lom i naprezanjem otpornost na koroziju je nesumnjivo prvi izbor.
Aluminijska legura ultra visoke čvrstoće općenito se odnosi na aluminijsku leguru s granom tečenja iznad 500 MPa, a najčešći je supertvrdi aluminij serije 7. Ova serija legure aluminijuma prvobitno je razvijena u kontekstu primene u vazduhoplovstvu, a sada se razvila u glavne strukturne materijale za vojne i civilne avione u svetu, čineći 70-80% udela konstrukcijskih delova aviona, i na mnogim poljima umjesto skupih legura titanijuma, postaje nezamjenjiv važan lagani konstruktivni materijal.
** Pozadina razvoja legure aluminijuma u vazduhoplovstvu i trenutna situacija **
Aluminijska legura, kao relativno zreo, lagani materijal od legure visoke čvrstoće, koristi se u zrakoplovstvu, materijali od aluminijskih legura se općenito koriste kao konstrukcijski materijali i imaju veću specifičnu čvrstoću i bolja svojstva obrade od čelika.
Vazduhoplovstvo uglavnom razvija materijale od aluminijske legure visoke čvrstoće, visoke žilavosti i otpornosti na koroziju kako bi zadovoljili teške uvjete upotrebe u svemiru, primjena je više od legure aluminija serije 2000 i serije 7000, na temelju poboljšanja procesa legure aluminija visoke čvrstoće i poboljšanje formule materijala. Kroz inovativne proizvodne procese kao što su metalurgija praha i mlazno livenje, razvijaju se laki materijali od legura aluminijuma sa boljim performansama, a provode se i srodna istraživanja kompozitnih materijala aluminijumske matrice i superplastičnih materijala od legura aluminijuma.
U procesu razvoja i primjene lake legure aluminija visoke čvrstoće, problem korozije pod naponom je glavni problem u cijeloj povijesti primjene aluminijske legure, kako oslabiti ili odgoditi problem korozije pod naprezanjem u korištenju legure aluminija visoke čvrstoće postalo je glavni problem u procesu primjene legure aluminija.
2000 serijalegura aluminijumaje uglavnom Cu kao glavni legirajući element, materijal od legure aluminijuma za dodavanje odgovarajuće količine Cu elementa pripremljenog u čvrstoću, otpornost na toplotu, performanse obrade će biti bolje poboljšane, ali će se smanjiti otpornost na koroziju, jer će uvođenje Cu elementa olakšavaju pokazivanje interkristalne korozije unutar legure aluminijuma, elementi sastava materijala direktno utiču na performanse aluminijumske legure. Stoga je aluminijska legura serije 2000 uglavnom premazana čistim aluminijumom ili legurom aluminija serije 6000 na površini kao elektrokemijski zaštitni film glavne legure aluminija kako bi se poboljšala otpornost na koroziju. Kasnije su naučnici uradili mnoga istraživanja o metodama za poboljšanje performansi korozije pod naponom različitih razreda legure aluminijuma, što je u određenoj meri odložilo stepen korozije legure aluminijuma pod naponom.
U vazduhoplovstvu, glavni sastav legure aluminijuma serije 2000 je uglavnom aluminijum (Al), bakar (Cu) i magnezij (Mg), a glavni sastav legure aluminijuma serije 7000 je Al, cink (Zn), Mg i Cu . Postoje i neki materijali od aluminijskih legura visokih performansi (velika čvrstoća, visoka žilavost, otpornost na koroziju) koji se dobijaju dodavanjem nekih posebnih elemenata. Trenutno, glavna metoda za dobijanje materijala od legure aluminijuma visokih performansi je promena uslova topljenja i livenja.
Materijal od legure aluminijuma je važan sastavni materijal koji obezbeđuje siguran let aviona. Izbor i predviđanje performansi materijala od aluminijskih legura u različitim dijelovima direktno su povezani sa sigurnošću i pouzdanošću aviona. Predviđanje kvara materijala od legure aluminijuma u vazduhoplovstvu je direktno povezano sa životnom bezbednošću i treba mu posvetiti veliku pažnju.
** Razvoj materijala od legure aluminijuma u inozemstvu **
U 1960-im, Sjedinjene Države su poboljšale na bazi legure aluminija 7075 i razvile jaču, čvršću i otporniju na koroziju na naprezanje legura 7050, koja se uglavnom koristila u F-18 kompresijskim strukturnim dijelovima, a zatim su razvile leguru 7150 za proizvodnja Boeinga 757/767 i Airbusa A301 i drugih civilnih velikih aviona, struktura gornjeg krila. U 1980-im, Sjedinjene Američke Države i druge uspješno su razvile leguru 7055 na bazi 7150, čvrstoća je oko 10% veća od 7150, i ima visoke sveobuhvatne performanse, koja se koristi za gornji dio krila i krilni stringer aviona Boeing 777 .
** Jaz između Kine i međunarodnog naprednog nivoa i pravca razvoja **
U Kini, iako se materijali od aluminijskih legura razvijaju dugi niz godina, još uvijek postoji veliki jaz u poređenju sa međunarodnim naprednim nivoom. Specifične performanse su: prvo, proizvodi su uglavnom imitacije, materijal od legure aluminijuma sa sveobuhvatnim nezavisnim pravima intelektualnog vlasništva još nije dostupan, a standardni sistem za proizvodnju materijala od legura aluminijuma još nije uspostavljen; Drugo, osnovna istraživanja su slaba, vrijeme razvoja je kratko, a akumulacija podataka je nedovoljna; Treće, oprema za proizvodnju i obradu je zaostala, a sistem kontrole kvaliteta proizvoda nije savršen.
S obzirom na to, budući smjer razvoja materijala od aluminijskih legura u Kini trebao bi biti:
Promjena sadržaja i omjera sastavnih elemenata;
Razviti formulacije materijala od legure aluminijuma koje odgovaraju različitim zahtevima za performanse, poboljšati performanse legure aluminijuma promenom uslova polja očvršćavanja, poboljšati količinu čvrstih rastvora elemenata legure i poboljšati performanse legure aluminijuma dodavanjem elemenata kao što je cirkonijum (Zr), skandij (Sc), erbij (Er) i druge metode mikrolegiranja;
Dodatno pročišćavati leguru, smanjiti Fe, Si i druge nečistoće, kontrolirati sadržaj nečistoća i proizvoditi materijale od legure aluminija visoke žilavosti i visoke čvrstoće;
Razviti novu tehnologiju termičke obrade, uspostaviti različite procesne kartice termičke obrade za aluminijumske legure sa različitim zahtevima za performanse i uspostaviti odgovarajući sistem tehničkih standarda kako bi se osigurala stabilnost procesa različitih razreda aluminijumskih legura.
JIYGO REFRACTORY & ABRASIVE LIMITED