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真正飞在天上的金属——铝锂合金

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2018-12-17 16:16:00
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西安交通大学韩卫忠团队的最新研究中,制造了具有交替FeAl/FeAl2层且每层厚度范围从2.5μm至259nm的轻质共析Fe-Al合金。

  轻量化时代,无论是单车还是汽车,或者是轮船和飞机都有合金的身影。我们大概都清楚这些交通工具都大概和铝合金有沾边,但在航空航天领域中,大家知道当前发展最为迅速的是哪种合金材料吗?没错,它就是接下来我们要介绍的主角——铝锂合金。

真正飞在天上的金属——铝锂合金

  铝锂合金性能比较优异,具有密度低、弹性模量高、比强度和比刚度高、疲劳性能好、耐腐蚀及焊接性能好等诸多优异的综合性能。用其代替常规的高强度铝合金可使结构质量减轻10%~20%,刚度提高15%~20%。

  虽然铝锂合金在航空航天领域显示出了广阔的应用前景,但也仍然有其不可避免的缺点。因为铝锂合金制造成本比普通铝合金高、室温塑性差、屈强比高、各向异性明显、冷加工容易开裂等,导致其成形难度大,目前只能成形较简单的零件,难以制造复杂的零部件,从而限制了其在结构部件方面的应用。

  放眼国际,美国可以算得上是对铝锂合金应用较为突出的国家,在2009年,铝锂合金就被纳入美国航天材料标准,目前,第三代铝锂合金已实现规模化工业生产,第四代铝锂合金研发已有了新成果。在新型飞机设计制造中,采用铝锂合金可使飞机铝合金零部件的质量减轻14%~30%,已成为新一代航空器的关键性结构材料。

  相对国内,虽然我们已基本掌握了航空铝锂合金的熔炼技术,如铝锂合金大扁锭与铝锂合金圆锭的铸造技术,但在铝锂合金基础研究与合金生产实践方面,与俄罗斯、美国应存在20~30年的较大差距。主要表现在:一是创新能力与技术开发能力较为薄弱;二是生产能力小,当前仅有西南铝能够生产铝锂合金,年产量还很少。

  虽然在应用开发上我国与外国仍有一段距离,但相信在先进加工制造技术不断拓宽,不断创新的基础之下,积极与国外先进国家的同行开展技术合作,吸收他们的工作经验和研发成果,就一定能够实现超越。


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