Kiel malpeza alojo, kiu estas kerna por aviada transporta ekipaĵo, la makroskopaj mekanikaj proprietoj de aluminia alojo estas proksime rilataj al ĝia mikrostrukturo. Ŝanĝante la ĉefajn alojajn elementojn en la aluminia alojo -strukturo, la mikrostrukturo de la aluminia alojo povas esti ŝanĝita, kaj la makroskopaj mekanikaj proprietoj kaj aliaj proprietoj (kiel koroda rezisto kaj velda rendimento) de la materialo povas esti plibonigitaj signife. Ĝis nun mikroalado fariĝis la plej promesplena teknologia disvolva strategio por optimumigi la mikrostrukturon de aluminiaj alojoj kaj plibonigi la ampleksajn proprietojn de aluminiaj alojaj materialoj.Skandio(SC) estas la plej efika pliboniganto de microalloying -elemento konata por aluminiaj alojoj. La solvebleco de skandio en aluminia matrico estas malpli ol 0,35 -peza%, aldonante spurojn de skandio -elemento al aluminiaj alojoj povas efike plibonigi sian mikrostrukturon, komprene plibonigi sian forton, malmolecon, plasticecon, termikan stabilecon kaj korodan reziston. Skandio havas multoblajn fizikajn efikojn en aluminiaj alojoj, inkluzive de solida solva plifortigo, fortigado de partikloj kaj inhibicio de rekristaliĝo. Ĉi tiu artikolo enkondukos la historian disvolviĝon, plej lastajn progresojn kaj eblajn aplikojn de Skandio enhavanta aluminiajn alojojn en la kampo de aviada ekipaĵo.
Esploro kaj disvolviĝo de aluminia skandio -alojo
La aldono de Skandio kiel aloja elemento al aluminiaj alojoj povas esti spurita al la 1960 -aj jaroj. Tiutempe, la plej granda parto de la laboro estis farita en binaraj Al SC kaj Ternary Almg SC -alojaj sistemoj. En la 1970 -aj jaroj, la Baykov -Instituto pri Metalurgio kaj Materialoj -Scienco de la Sovetia Akademio de Sciencoj kaj la tuta Rusa Instituto pri Lumo -Alojo faris sisteman studon pri formo kaj mekanismo de skandio en aluminiaj alojoj. Post preskaŭ kvardek jaroj da penado, 14 gradoj de aluminiaj skandiaj alojoj disvolviĝis en tri gravaj serioj (Al Mg SC, Al Li SC, Al Zn Mg SC). La solvebleco de skandiaj atomoj en aluminio estas malalta, kaj uzante taŭgajn varmotraktajn procezojn, alt-denseca AL3SC-nano-precipitaĵoj povas esti precipitaj. Ĉi tiu precipita fazo estas preskaŭ sfera, kun malgrandaj eroj kaj dissemita distribuo, kaj havas bonan koheran rilaton kun la aluminia matrico, kiu povas multe plibonigi la ĉambran temperaturon de aluminiaj alojoj. Krome, al3SC -nano -precipitaĵoj havas bonan termikan stabilecon kaj malpligrandigan reziston ĉe altaj temperaturoj (ene de 400 ℃), kio estas ege utila por la forta varmo -rezisto de la alojo. En rusaj aluminiaj skandiaj alojoj, 1570 alojo altiris multan atenton pro sia plej alta forto kaj plej larĝa apliko. Ĉi tiu alojo elmontras bonegan agadon en la funkcianta temperaturintervalo de -196 ℃ ĝis 70 ℃ kaj havas naturan superplasticecon, kiu povas anstataŭigi la rusan faritan aluminian aluminion de LF6 (aluminia magnezio -alojo ĉefe kunmetita de aluminio, magnezio, kupro, mangano kaj silicio) por plibonigo de ŝarĝo en likvaĵo en likvaĵo en likvaĵo en likvaĵo en likvaĵo en likvaĵo en likvaĵo en likvaĵo en likvaĵo en likvaĵo en likvaĵo en likvaĵo en likvaĵo en likvaĵo en likvaĵo en likvaĵo en likvaĵo en likvaĵo en likvaĵo en likvaĵo en likvaĵo en likvaĵo en likvaĵo en likvaĵo en likvaĵo en likvaĵo. Krome, Rusujo ankaŭ disvolvis aluminiajn zinkajn magneziajn skandiajn alojojn, reprezentitajn de 1970, kun materia forto de pli ol 500mpa.
La industria statuso deAluminia Skandio -Alojo
En 2015, Eŭropa Unio publikigis la "Eŭropan Metalurgian Vojaĝilon: Perspektivoj por Fabrikistoj kaj Finaj Uzantoj", proponante studi la veldeblecon de aluminiomagnezio skandio alojoj. En septembro 2020, Eŭropa Unio publikigis liston de 29 ŝlosilaj mineralaj rimedoj, inkluzive de Skandio. La 5024H116 aluminia magnezio -skandio -alojo disvolvita de aluminio Ale en Germanio havas mezan ĝis altan forton kaj altan damaĝan toleremon, igante ĝin tre promesplena materialo por fuzelaĝa haŭto. Ĝi povas esti uzata por anstataŭigi tradiciajn 2xxx-seriajn aluminiajn alojojn kaj estis inkluzivita en Airbus 'AIMS03-01-055 Material Procurement Book. 5028 estas plibonigita grado de 5024, taŭga por lasera veldado kaj frikcia stir -veldado. Ĝi povas atingi la rampan forman procezon de hiperbolaj integraj muraj paneloj, kio estas korod-rezistema kaj ne bezonas aluminian revestiĝon. Kompare kun 2524 alojo, la totala muro -panela strukturo de la fuzelaĝo povas atingi 5% strukturan pezan redukton. La AA5024-H116 aluminia Skandio-alojo produktita de AIL-aluminia kompanio estis uzata por fabriki fuzelaĝajn kaj kosmoŝipojn. La tipa dikeco de la AA5024-H116-alojo-folio estas 1.6mm ĝis 8.0mm, kaj pro ĝia malalta denseco, moderaj mekanikaj proprietoj, alta koroda rezisto kaj strikta dimensia devio, ĝi povas anstataŭigi 2524 alojon kiel la fuzelaĝan haŭtan materialon. Nuntempe, la AA5024-H116-alojo-folio estis atestita de Airbus AIMS03-04-055. En decembro 2018, la Ministerio pri Industrio kaj Informa Teknologio de Ĉinio publikigis la "Gvidantan Katalogon por la unua loto de malĉefaj aplikaj manifestacioj de Ŝlosilaj Novaj Materialoj (2018-eldono)", kiu inkluzivis "Alt-Purecan Skandian Oksidon" en la Katalogo de la Nova Materialo. En 2019, la Ministerio pri Industrio kaj Informa Teknologio de Ĉinio publikigis la "Gvidantan Katalogon por la unua loto de demonstraj aplikoj de Ŝlosilaj Novaj Materialoj (2019 Eldono)", kiu inkluzivis "SC enhavantan aluminiajn alojajn prilaborajn materialojn kaj al SI SC -veldajn dratojn" en la katalogo de novaj materialoj. Ĉina Aluminia Grupo Nordorienta Luma Alojo disvolvis Al -Serion Al Mg SC ZR 5B70 enhavantan Skandion kaj Zirkonion. Kompare kun la tradicia AL MG -serio 5083 alojo sen Skandio kaj zirkonio, ĝia rendimento kaj streĉa forto pliiĝis je pli ol 30%. Plie, la Al Mg Sc Zr -alojo povas konservi kompareblan korodan reziston al la 5083 -alojo. Nuntempe la ĉefaj hejmaj entreprenoj kun industria gradoAluminia Skandio -AlojoProduktadkapacito estas Nordorienta Luma Alojo -Kompanio kaj Sudokcidenta Aluminia Industrio. La grandgranda 5B70-aluminia Skandio-alojo-folio disvolvita de Nordorienta Lumo-Alojo Co., Ltd. povas liveri grandajn aluminiajn alojajn dikajn platojn kun maksimuma dikeco de 70mm kaj maksimuma larĝo de 3500mm; Maldikaj foliaj produktoj kaj profilaj produktoj povas esti agorditaj por produktado, kun dikeco de 2mm ĝis 6mm kaj maksimuma larĝo de 1500mm. Sudokcidenta aluminio sendepende disvolvis 5K40 -materialon kaj faris gravajn progresojn en la disvolviĝo de maldikaj platoj. Al Zn Mg -alojo estas tempo -hardita alojo kun alta forto, bona pretiga agado kaj bonega velda agado. Ĝi estas nemalhavebla kaj grava struktura materialo en aktualaj transportaj veturiloj kiel aviadiloj. Surbaze de meza forto veldebla ALZN Mg, aldonante elementojn de skandio kaj zirkonio alojo povas formi malgrandajn kaj disvastigitajn Al3 (SC, Zr) nanopartiklojn en la mikrostrukturo, signife plibonigante la mekanikajn proprietojn kaj streĉan korodan reziston de la alojo. La Langley Research Center de NASA disvolvis ternan aluminian skandian alojon kun la grado C557, kiu pretas esti aplikata en modelaj misioj. La statika forto, fendita disvastigo kaj frakturo de ĉi tiu alojo je malalta temperaturo (-200 ℃), ĉambra temperaturo kaj alta temperaturo (107 ℃) estas ĉiuj egalaj aŭ pli bonaj ol tiuj de 2524 alojo. Nordokcidenta Universitato en Usono disvolvis la ultra-altan fortan aluminian alojon de Alzn MG SC Alojo 7000, kun streĉa forto de ĝis 680mpa. Skemo de kuna disvolviĝo inter meza alta forto aluminia skandio-alojo kaj ultra-alta forto Al Zn Mg SC formiĝis. Al Zn MG Cu SC-alojo estas alta forto aluminia alojo kun streĉa forto superanta 800 MPa. Nuntempe, la nominala kunmetaĵo kaj bazaj agadaj parametroj de la ĉefaj gradoj deAluminia Skandio -Alojoestas resumitaj jene, kiel montras la Tabeloj 1 kaj 2.
Tabelo 1 | Nominala kunmetaĵo de aluminia skandio -alojo
Tabelo 2 | Mikrostrukturo kaj Tensilaj Propraĵoj de Aluminia Skandio -Alojo
Aplikaj perspektivoj de aluminia skandio -alojo
Alta forto Al Zn Mg Cu SC kaj Al Culi SC-alojoj estis aplikitaj al ŝarĝaj strukturaj komponentoj, inkluzive de la rusaj Mig-21 kaj Mig-29-batalantaj ĵetoj. La panelo de la rusa kosmoŝipo "MARS-1" estas farita el 1570 aluminia Skandio-alojo, kun totala pezo-redukto de 20%. La ŝarĝaj portantaj komponentoj de la instrumenta modulo de la kosmoŝipo Mars-96 estas faritaj el 1970 aluminia alojo enhavanta Skandion, reduktante la pezon de la instrumenta modulo je 10%. En la programo "Pura Ĉielo" kaj la projekto "2050 Flight Route" de EU, Airbus faris integritajn ŝarĝajn pordajn projektojn, esploradon kaj disvolvon, fabrikadon, kaj instalajn testajn flugojn por A321-aviadiloj bazitaj sur la posteulo AA5028-H116 Aluminia Skandio de 5024 Aluminia Skandio. Aluminiaj skandiaj alojoj reprezentitaj de AA5028 pruvis bonegan prilaboron kaj veldan agadon. Uzante altnivelajn veldajn teknikojn kiel frotado Stir -veldado kaj lasera veldado por atingi fidindan ligon de skandio enhavanta aluminiajn alojajn materialojn. La laŭgrada efektivigo de "veldado anstataŭ riverenco" en aviadiloj plifortigitaj maldikaj plataj strukturoj ne nur konservas la konsistencon de aviadilaj materialoj kaj struktura integreco, atingante efikan kaj malmultekostan fabrikadon, sed ankaŭ havas pezon-redukton kaj sigelajn efikojn. La aplika esplorado de aluminia skandio 5B70 -alojo de Ĉina Aerospace Specialaj Materialoj -Esplorinstituto rompis la teknologiojn de forta ŝpinado de ŝanĝiĝemaj muraj dikaj komponentoj, kontrolo de koroda rezisto kaj forto -kongruado, kaj kontrolo de veldado de postrestanta streĉado. Ĝi preparis aluminian skandian alojon adapta velda drato, kaj la kuna forto -koeficiento de frikcia stir -veldado por dikaj platoj en la alojo povas atingi 0,92. Ĉina Akademio pri Spaca Teknologio, Centra Suda Universitato, kaj aliaj faris vastajn mekanikajn rendimentajn testadojn kaj procezajn eksperimentojn sur la 5B70 -materialo, ĝisdatigis kaj ripetis la strukturan materialan selektadon por 5A06, kaj komencis apliki la aluminian aluminion de 5B70 al la ĉefa strukturo de la totala plifortigita muro de la Spaca Stacidomo kaj reveno kaj reveno kaj reveno de la sigelita kabano de la spaco -stacio. La entuta muro -panelo de la platstrukturo premita kabano estas desegnita kun kombinaĵo de haŭtaj kaj plifortigaj ripoj, atingante pli altan strukturan integriĝon kaj pezan optimumigon. Dum plibonigado de entuta rigideco kaj forto, ĝi reduktas la nombron kaj komplikecon de konektaj komponentoj, tiel plue reduktante pezon konservante altan rendimenton. Kun la akcelado de la apliko de 5B70 -materiala inĝenierado, la uzado de 5B70 -materialo iom post iom pliiĝos kaj superos la minimuman provizan sojlon, kio helpos certigi la kontinuan produktadon kaj stabilan kvaliton de krudaj materialoj kaj redukti signife la prezojn de krudmaterialoj. Kiel menciite antaŭe, kvankam multaj proprietoj de aluminiaj alojoj estis plibonigitaj per skandio -mikroalado, la alta prezo kaj malabundeco de Skandio limigas la aplika gamo de aluminiaj skandiaj alojoj. Kompare kun aluminiaj alojaj materialoj kiel Al Cu, Al Zn, Al Znmg, Skandio enhavanta aluminiajn alojajn materialojn havas bonajn ampleksajn mekanikajn proprietojn, korodan reziston kaj bonegajn pretigajn trajtojn, kiuj faras ilin havi larĝajn aplikajn perspektivojn en la fabrikado de ĉefaj strukturaj komponentoj en industriaj kampoj kiel aerospaco. Kun la kontinua profundigo de esplorado pri skandia mikroallogiga teknologio kaj plibonigo de provizoĉeno kaj industria ĉeno-kongruado, la prezo kaj kostaj faktoroj, kiuj restriktas la grandskalan industrian aplikon de skandiaj aluminiaj alojoj, iom post iom pliboniĝos. La bonaj ampleksaj mekanikaj proprietoj, koroda rezisto kaj bonegaj pretigaj trajtoj de aluminiaj skandiaj alojoj igas ilin havi klarajn strukturajn pezajn reduktajn avantaĝojn kaj larĝan aplika potencialo en la kampo de aviada ekipaĵo.
Afiŝotempo: Okt-29-2024