超高強鋁合金一般指屈服強度在500MPa以上的鋁合金,常見的就是7XXX系超硬鋁。該系列鋁合金最初是在航空航天的應用背景下研發的,目前已發展成爲世界各國軍、民用飛機的主要結構材料,在飛機結構件中占到70-80%比重,並(bìng)在很多領域替代瞭昂貴的钛合金,成爲不可缺少的重要輕質結構材料。随著(zhe)現代航空航天領域,核工業,交通運輸業的持續發展,對結構件的綜合性能提出瞭更高的要求,集質輕、高強、高韌、高斷裂韌性、抗應力腐蝕能力於一身的新一代超高強鋁合金無疑是首選方案。
材料是飛機結構的基礎(chǔ),鋁合金由於(yú)其具有比強度高、成形和加工性能好、耐腐蝕性能好等特點,将作爲非常重要的飛機結構材料,在大飛機結構中占有很大的使用比例。
國外大型民用客機從波音707發展到現在以波音787和A380爲代表的新一代大型民機,從舒适性、安全性、經濟性等主要考核民機性能指标上,發生瞭(le)很大的變化,設計方法也從靜強度設計、到破損安全設計、到現在的損傷容限設計,其採用的材料也從片面追求高強度、到要求疲勞強度較好的材料、到除考慮損傷容限之外,同時考慮抗蝕性和低成本的新要求,因此主體結構材料也發生瞭(le)很大的變化,特别是随著(zhe)先進複合材料用量大幅度增加,對傳統輕質合金的用量沖擊很大,如B787飛機的複合材料用量達50%,而鋁合金的用量隻有20%。
目前正在使用的民用客機如大型客機A380,鋁合金還占著(zhe)主導作用。波音777是美國波音公司90年代推出的大型民用客機,採(cǎi)用的材料多是80年代末90年代初比較成熟的材料,或90年代商品化的材料。因此,它的選材具有一定的代表性。
分析國際主要大型民用客機制造企業的機型可以看出,超高強度鋁合金作爲飛機的結構材料仍然占據著(zhe)非常重要的地位。結合我國大力發展民用大型客機的總體形勢可以看出,超高強度鋁合金在航空領域也是有著(zhe)很廣闊的市場(chǎng)應用前景。
複合材料在航天結構上的應用擴大,鋁合金在以固體火箭發動機爲動力的戰略導彈(dàn)上的應用明顯減少。但在今後相當長(zhǎng)時問内,超高強度鋁合金仍然是運載火箭、宇宙飛船和空間站等航天器的主體結構材料,也是導彈(dàn)等武器系統的重要結構材料之一。目前國内、外飛船、航天飛機起結構件還是以鋁合金爲主。
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