在簡要介紹鋁鋰合金的分類及特點的基礎上,重點論述了第三代鋁鋰合金在航空結構件上的性能研發與應用,并以實例論證了其在實際應用中的作用及重要性。

在數值模擬研究壓邊力、毛料直徑、凸凹模圓角半徑、變形溫度等對5a90鋁鋰合金板材拉深成形影響的基礎上,采用正交試驗設計方法對拉深成形工藝參數進行優化設計,并進行相應的拉深成形試驗。研究表明,變形溫度對拉深成形影響最顯著,其次是毛料大小的影響,而變形速度和壓邊力的大小對拉深成形影響較小。通過對試驗結果的計算、分析和總結,獲得了5a90鋁鋰合金板材拉深成形的最佳工藝參數組合,在最佳工藝參數條件下,鋁鋰合金的極限拉深系數達到了0.45。

采用金相顯微鏡、掃描電鏡、硬度計等測量方法,觀察分析了鋁鋰合金釬焊前后母材和釬焊接頭的顯微組織變化,通過分析測試釬焊接頭的顯微硬度和斷口微區的化學成分,研究分析了釬焊接頭強度的變化規律。結果表明,焊后母材中的強化相由質點轉變為板條狀;氮氣保護條件下,釬焊接頭未見氣孔、夾雜、裂紋等缺陷,釬焊接頭存在一定的擴散區,從而有效地提高了釬焊接頭的強度;無氮氣保護的條件下,釬焊接頭有大量的缺陷存在,這些缺陷的存在嚴重影響了釬焊接頭的強度。

采用gleeble1500熱力模擬試驗機,對鑄態1420鋁鋰合金在變形溫度為350℃～450℃、應變速率為0.01s-1～10.0s-1的條件下,進行高溫拉伸熱模擬實驗研究。利用掃描電鏡、能譜分析、x射線衍射以及金相實驗等手段對該合金的熱變形穿晶韌性斷裂進行分析。結果表明,al3fe相的存在是引起1420鋁鋰合金熱變形穿晶韌性斷裂的根本原因。

?1994-2010chinaacademicjournalelectronicpublishinghouse.allrightsreserved.http://www.cnki.net 　第29卷　第3期航　空　學　報vol129no13 　2008年　　5月actaaeronauticaetastronauticasinicamay　2008 特邀 收稿日期:2007212220;修訂日期:2008201217 通訊作者:楊乃賓e2mail:milaoshu0527@163.com 　　文章編號:100026893(2008)0320596209 新一代大型客機復合材料結構 楊乃賓 (北京航空航天大學航空科學與工程學院,北京　100083) compositest

采用csf-alf3釬劑和ag-al-cu-zn釬料,實現了高強鋁鋰合金的爐中釬焊。結果表明,在氮氣保護的條件下,釬焊接頭的抗拉強度最高可達到390mpa,強度系數接近0.89;抗剪強度最高可達到380mpa,強度系數約為0.86,均高于現有文獻報道的高強鋁鋰合金的焊接接頭強度系數值。對試驗結果的理論分析表明,在530℃左右有效地去除鋁鋰合金表面的氧化膜是實現釬焊連接的關鍵,而氮氣保護則是改善和提高釬縫力學性能的有效手段。

通過單軸超塑性拉伸試驗,研究細晶1420鋁鋰合金在440℃~500℃溫度范圍和1×10-4s-1~1×10-2s-1初始應變速率范圍內的超塑性變形行為,揭示其變形性能與工藝參數的相關性。結果表明,細晶1420鋁鋰合金超塑變形真應力-真應變曲線呈現兩種典型的流變特征,即當變形初始應變速率低于0.0003s-1時,表現為穩態型;當初始應變速率高于0.0003s-1時,以軟化型為主,且隨著變形溫度的升高和應變速率的降低,峰值應力降低。合金的最佳超塑性變形條件為480℃、1×10-4s-1,在該條件下,延伸率達到550%。隨著應變速率的升高,延伸率降低;隨變形溫度的升高,延伸率則呈先升高后降低的趨勢。利用多試樣法進行線性擬合,獲得試驗條件下細晶1420鋁鋰合金的應變速率敏感性指數m值在0.41~0.48范圍內,超塑變形激活能q在43.5kj/mol~79.7kj/mol范圍內。

中航工業北京賽福斯特技術有限公司（中國攪拌摩擦焊中心）是中國攪拌摩擦焊技術先鋒和開拓者,秉持“航空報國、強軍富民”的主體理念,已成功實現我國大型飛機機身結構、油箱、口蓋、地板結構、新型戰斗機艙體、機翼結構和雷達冷板等部件的攪拌摩擦焊接,大幅提升了我國武器裝備的制造技術水平。

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研究了新型高強2a97鋁鋰合金在不同的熱處理狀態下的微觀組織及力學性能。結果表明:軋制態2a97鋁鋰合金經過熱處理后,硬度得到了大幅度提高;520℃×80min固溶+165℃×30h時效處理,布氏硬度值高達187hb,抗拉強度為510mpa,伸長率為8%;時效初期硬度下降,出現回歸現象,隨著時效時間延長,合金硬度逐步升高,時效30h,硬度接近峰值。

在數值模擬研究壓邊力、毛料直徑、凸凹模圓角半徑、變形溫度等對5a90鋁鋰合金板材拉深成形影響的基礎上,采用正交試驗設計方法對拉深成形工藝參數進行了優化設計,并進行了相應的拉深成形試驗研究,研究表明,變形溫度對拉深成形影響最顯著,其次是毛料大小,而變形速度和壓邊力大小的影響較小,同時,通過對試驗結果的計算、分析和總結,獲得了5a90鋁鋰合金板材拉深成形的最佳工藝參數組合,在最佳工藝參數條件下,鋁鋰合金的拉深系數達到了0.45.

俄羅斯的航材院企業和美國nasa的蘭利研究中心分別對俄羅斯的1441鋁鋰合金能否用作飛機蒙皮進行了全面研究。本文報道了研究的情況及結論。

英國倫敦市金迪魁有限公司發明了一種鋁鋰合金，其成分（質量％）為：li2．0～2．8，mgo．4～1．0，cu2．4～3．0，mn0．1～1．2，zr〈0．2，晶粒控制元素小于2．0，其余為鋁。這種合金用于板材軋制，其生產工藝如下：首先進行均勻化處理，形成均勻的al—cu-mn相的次生相質點，以改善合金的強度與硬度，然后進行常規的熱軋、固溶處理、淬火、拉伸和時效。

采用不同時效工藝對建筑6061-sr鋁合金壁板試樣進行了處理,并進行了力學性能、耐磨損性能和抗高溫氧化性能的測試與分析。結果表明,超聲振動輔助時效明顯提高試樣的力學性能、耐磨損性能和抗高溫氧化性能。與120℃常規時效相比,其壁板的抗拉強度增大20.5%,屈服強度增大23.4%,斷后伸長率增大20.9%,磨損體積小52.8%,質量增加率減小48.4%。時效工藝優選為超聲振動輔助時效。

進行了含多處損傷(msd)的未加筋ly12cz鋁合金壁板的剩余強度試驗。用0.12的鉬絲切割預制裂紋,在垂直于裂紋面的方向施加單調增加的拉伸載荷,直至壁板破壞。得到了含不同裂紋幾何的未加筋壁板的剩余強度。試驗結果表明隨著主裂紋長度增加,未加筋壁板的剩余強度減小;對相同的主裂紋長度,主裂紋和相鄰的msd裂紋之間的距離b減小,平板的剩余強度也減小。用5種失效準則分別計算了每個壁板的剩余強度。與試驗結果的比較表明,凈截面屈服準則和表觀斷裂韌性準則的誤差較大,塑性區連通準則預測的平均誤差為22.17%,改進的表觀斷裂韌性準則的平均誤差為16.98%,而改進的塑性區連通準則預測的平均誤差為8.27%,改進的塑性區連通準則大大提高了預測結果的精度。

利用激光填絲焊接方法對5a90鋁鋰合金薄板焊接頭的組織性能進行了研究。結果表明:激光填絲焊接頭的主要組織特征為細晶層和焊縫區大范圍等軸晶,與激光焊接頭類似,而不同之處表現為激光填絲焊接頭的顯微組織相對細化,柱狀晶區范圍相對減小。激光填絲焊縫區硬度hv0.2(925.7mpa)略低于激光焊縫區硬度(956.5mpa),但前者硬度分布更加均勻。激光填絲焊接頭的抗拉強度稍低于激光焊接頭,分別達母材的79.22%和73.03%,但其斷后延伸率卻顯著高于后者,分別達母材的38.65%和20.38%。綜上所述,5a90鋁鋰合金激光填絲焊接頭的組織性能略優于激光焊接頭,若使激光填絲焊接頭的綜合力學性能達到使用要求,不僅需要焊后熱處理強化,還需要與母材匹配性更好的焊絲。

鋁鋰合金作為一種先進輕量化結構材料,以其密度低、彈性模量高、比強度和比剛度高、抗疲勞性能好、耐腐蝕及焊接性能好等優異的綜合性能被用于大型客機的零件如框緣類零件制造。然而,鋁鋰合金因室溫塑性差、屈強比高、各向異性明顯的特點,冷加工容易開裂,成形困難。拉彎成形工藝能成形屈強比大的彎曲零件且彎曲精度高、回

近日，西南鋁業集團公司歷時兩年半的“新型輕質高性能鋁鋰合金工業化制備”重點攻關項目突破多項關鍵技術，實現了多項性能的協同提高，達到了產業化制備目標，為滿足我國重點產品、大飛機、空間站等重大航空航天工程的緊迫需求提供了有力保障。

近日，西南鋁業集團公司歷時兩年半的“新型輕質高性能鋁鋰合金工業化制備”重點攻關項目突破多項關鍵技術，實現了多項性能的協同提高，達到了產業化制備目標，為滿足我國重點產品、大飛機、空間站等重大航空航天工程的緊迫需求提供了有力保障。

本文通過有限元計算及試驗兩種方法對比分析了鋁鋰合金蒙皮和擠壓鋁鋰合金長桁組成的機身壁板與鋁鋰合金蒙皮和鈑彎7000系列高強度鋁合金長桁所組成的壁板的抗壓能力。通過分析驗證得到了兩種機身壁板的抗拉承載能力,并比較出了兩種壁板的抗壓承載能力強弱。分析結果表明,鋁鋰合金蒙皮和擠壓鋁鋰合金長桁組成的機身壁板抗壓承載能力高于等截面的鋁鋰合金蒙皮和鈑彎7000系列高強度鋁合金長桁所組成的壁板。

飛機飛行受重量因素限制,因此,往往需要對機身內部的超大零件進行減重改造。一般情況下,飛機的超大型零件中鋁合金占主要部分,鋁合金的密度低,剛性強度差,但可塑性高,在對鋁合金機翼整體壁板加工過程中,壁板容易受到刀削力和高熱能的影響產生變形,另外,經過刀削后的零件結構發生改變,整體的穩定性也會發生變化,在投入使用前或使用中發生形變的可能性非常大,不利于排除飛機飛行時的安全隱患。故大型鋁合金機翼整體加工變形控制技術已成為航空領域的主要研究課題。