铝材在航空航天领域的应用.pptx

铝材在航空航天领域的应用

中航工业北京航空材料研究院铝合金研究所杨守杰

中航工业航材院

内容提要

一、概述

二、航空航天铝合金的应用与发展

三、航空航天铝合金的未来需求

四、未来发展趋势

五、航材院简介

中航工业航材院

●铸造铝合金(foundryaluminumalloys)

●变形铝合金(wroughtaluminumalloys)

●低密度(～2.8)

●低成本(5～25万元)

●较高的比强度和比刚度

●良好的耐蚀性能

●易于制备(熔铸、热加工、冷加工)

中航工业航材院

概述

铝合金分类及特点

优点

●生产周期短、费用低。

●近净成形(零件)。金属利用率高、加工余量小、可制造结构复杂的零件

●工艺、技术的发展可提供大批量的优质铸件。缺点

●强度较低。一般不超过400MPa。

●铸件的可靠性不如变形铝合金。应用

●非主要受力部位和非关键部位、机载材料。

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铸造铝合金

代号：ZLXXX;状态：TX

·ZL1XX:Al-Si系合金。

·ZL2XX:Al-Cu系合金。

·ZL3XX:Al-Mg系合金。

·ZL4XX:Al-Zn系合金。

●T1-人工时效。

●T2-退火。消除内应力、提高塑性、稳定尺寸·T3-固溶处理

●T4-固溶处理+自然时效。

●T5-固溶处理+不完全人工时效。

●T6-固溶处理+完全人工时效。

●T7-固溶处理+过时效。

●T8-固溶处理+软化处理。

●T9-冷热循环处理。

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铸造铝合金的代号与状态的表示

F-16战斗机进气道唇口F-22飞机油料管路和机翼整体构件EF2000整体座舱骨架

高性能铝合金铸件

波音和空客飞机舱门及仪表骨架

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武装直升机T700发动机

粒子分离器整体机匣

变形铝合金新牌号体系

自1996年起，根据GB/T16474和GB/T16475的规定，对我国沿用多年的旧牌号按四位字符体系牌号命名方法重新进行了命名，采用了新的状态代号。

牌号体系：

牌号

合金系

牌号

合金系

1×××

纯铝

5×××

Al-Mg系

2×××

Al-Cu系

6×××

Al-Mg-Si系

3×××

Al-Mn系

7×××

Al-Zn系

4×××

Al-Si系

8×××

其它合金系

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热加工

热处理不可强化合金热处理可强化合金

中间退火中间退火

冷加工冷加工

中间退火固溶处理

冷加工冷加工冷加工人工时效稳定化

退火稳定化人工时效人工时效退火人工时效冷加工

Tx51:拉伸消除应力；Tx511:拉伸后需校直；Tx52:压缩消除应力。

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变形铝合金状态代号体系

H1nH3nT10T2T5T10T3T8T4T6T9T7

FF

H2n

常用航空航天变形铝合金

√中强度铝合金

2×××系列和铝锂合金中的Al-Mg-Li系合金

√高强度铝合金

7×××系列和铝锂合金中的Al-Cu-Li系、Al-Cu-Li-Mg系合金

√耐蚀铝合金

5×××、3×××系列合金

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√1903年莱特兄弟用Al-Cu-Mn铸造合金制备飞机发动机的曲柄箱体，实现铝合金在航空上的首次应用

√1906年德国人Wilm发现了Al-Cu-Mg合金的沉淀硬化现象，从此揭开了航空铝合金飞速发展的序幕。

√第一个工业航空铝合金是德国20世纪20年代研制的2017-T4合金，用于JunkerF-13飞机

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