Technologie des matériaux en alliage d'aluminium pour l'aviation
Le scénario d'utilisation finale de l'alliage d'aluminium est directement lié à l'ensemble du processus de production, et différents scénarios d'application dépendent du contrôle du processus de production, c'est-à-dire du processus de traitement.
01, processus de production de profilés d'extrusion en alliage d'aluminium à haute résistance
L'alliage d'aluminium à haute résistance présente une variété de formes dans le processus d'application, principalement des profilés en aluminium, des plaques d'aluminium, de la poudre d'impression 3D et d'autres formes. Parmi eux, les profilés en alliage d'aluminium présentent d'excellentes caractéristiques telles qu'un poids léger, une haute résistance et un processus de soudage mature.Aluminiumles profilés peuvent être largement utilisés comme grandes pièces porteuses structurelles dans les domaines de l'aérospatiale et du transport ferroviaire. Le processus de production de profilés en aluminium adopte principalement un processus de moulage par pultrusion continue pour améliorer l'efficacité de la production et l'orientation de la précontrainte afin d'améliorer les propriétés mécaniques des profilés. Dans le processus d'extrusion de profilés en aluminium, dans la méthode d'extrusion continue avec plusieurs cycles d'extrusion, une interface sera formée entre les deux billettes d'extrusion adjacentes, augmentant ainsi la longueur d'extension de l'interface dans le profilé, car la soudure transversale affectera grandement la durée de vie des profilés en aluminium, ce qui entraîne une forte diminution de la durée de vie en fatigue.
02, processus de traitement thermique
Les performances globales des matériaux en alliage d'aluminium pour améliorer le rapport de composition des matériaux dépendent dans une large mesure des paramètres techniques du processus de contrôle du processus de production. La méthode de traitement thermique appropriée peut grandement affecter les performances globales des matériaux en alliage d'aluminium, donc pour des performances différentes. les exigences de l'alliage d'aluminium doivent être développées avec une technologie de traitement thermique appropriée pour améliorer les performances globales des matériaux en alliage d'aluminium.
En utilisant un processus de recuit d'homogénéisation à haute température pour traiter l'alliage d'aluminium, la phase de renforcement due au vieillissement et la phase résiduelle de non-équilibre peuvent être solidement dissoutes dans la matrice au maximum, et leur distribution uniforme peut augmenter la concentration de solution solide après solution solide et obtenir l'effet d'améliorer le renforcement du vieillissement. Dans le même temps, selon le processus de traitement thermique combiné des grandes pièces forgées en alliage d'aluminium, à savoir la déformation à chaud, l'homogénéisation intermédiaire à haute température et le processus de traitement de solution à haute température, l'ensemble de la conception des paramètres du processus de traitement thermique peut améliorer la résistance et améliorer les performances de corrosion sous contrainte. .
Généralalliage d'aluminium solideLe processus de traitement en solution est divisé en deux types : le traitement en solution solide conventionnel et le traitement en solution solide composite, dont le traitement en solution solide composite fait référence au renforcement de la solution solide et au traitement de préprécipitation à haute température. Au début de la coulée des lingots, le processus de recuit d'homogénéisation du traitement à température normale et du traitement à basse température peut contrôler la précipitation des éléments de transition, et les éléments de transition ont un effet d'inhibition évident sur la recristallisation, ce qui peut améliorer l'effet de renforcement de la sous-structure de l'alliage à un Dans une certaine mesure, puis améliorez la ténacité à la rupture et la résistance à la corrosion sous contrainte de l'alliage, et affaiblissez efficacement l'anisotropie du matériau.
Le traitement de vieillissement dans le traitement thermique de l'alliage d'aluminium à haute résistance joue également un rôle crucial dans les performances de l'alliage d'aluminium, et il existe trois formes principales de traitement de vieillissement, le vieillissement de pointe, le vieillissement bipolaire et le vieillissement par régression. L'objectif du développement du traitement de vieillissement est de rendre l'alliage d'aluminium plus résistant, plus résistant, plus résistant à la corrosion et à la fatigue, ainsi que d'autres propriétés globales élevées. Le développement de l'état du traitement thermique se déroule dans la direction de T6 à T73 à T76 à T736 à T77. , le traitement du vieillissement va du pic de développement du vieillissement au survieillissement, puis au retour du traitement de re-vieillissement pour un développement séquentiel.
La température et le temps de vieillissement ont une influence sur l'effet du renforcement du vieillissement. Différents processus de traitement de vieillissement peuvent affecter directement la résistance à la traction, la limite d'élasticité, l'allongement et le degré de corrosion intergranulaire de l'alliage d'aluminium. Dès 1989, Alcoa a enregistré et déclaré la première spécification de processus de traitement RRA avec le nom de l'état de traitement thermique de T77, qui est également la première application industrielle de la spécification de processus de traitement thermique, cette spécification de processus peut être utilisée comme traitement thermique. conseils sur le fonctionnement du processus pour l'alliage d'aluminium 7150. Les tôles épaisses en alliage d'aluminium 7150 et les pièces extrudées produites par ce procédé sont largement utilisées dans les avions de transport militaires C-17. En Chine, la technologie clé de l'alliage d'aluminium haute performance utilisant la technologie de traitement thermique T77 est encore en cours de développement et n'a pas été industrialisée.
Le processus de traitement thermique comprend également un traitement thermique de déformation, le traitement thermique de déformation s'effectue grâce à la combinaison d'un processus de déformation thermoplastique et de traitement thermique, l'utilisation d'un traitement thermique de déformation peut être utilisée pour améliorer la répartition de la phase de précipitation de transition et la structure fine de l'alliage à l'intérieur. , un traitement thermique de déformation raisonnable peut permettre à l'alliage d'aluminium d'obtenir une résistance, une ténacité et une résistance à la corrosion plus élevées. Le procédé de traitement thermique de déformation a été proposé dès 1981 et est principalement utilisé dans les alliages de structure aérospatiale. Le traitement thermique de déformation a un effet évident sur l'amélioration des propriétés mécaniques des alliages 7050 et 7475.
En Chine, il n'existe que plus de 100 types de processus de traitement thermique des alliages d'aluminium, et il reste encore une grande distance par rapport à plus de 370 types de pays étrangers. Nous devrions accroître le développement du processus de traitement thermique et raccourcir la distance entre la technologie de traitement thermique de base des alliages d'aluminium dans les pays développés.
03, processus d'impression 3D en alliage d'aluminium à haute résistance
Le développement d'une technologie de traitement automatisé des alliages d'aluminium à haute résistance, à faible coût et à haute résistance, a retenu l'attention de l'aérospatiale, et la technologie d'impression 3D en alliage d'aluminium ou en alliage de titane à grande échelle est au centre de l'attention actuelle de l'aérospatiale. La technologie d’impression 3D, en tant que technologie stratégique prospective en Chine, joue un rôle essentiel dans le développement d’applications d’ingénierie.
Dans le domaine aérospatial, même sialliage d'aluminiuma un grand nombre d'applications, mais le processus d'application réel par rapport à l'alliage de titane et aux matériaux composites présente certains inconvénients, tels que l'alliage d'aluminium exposé à plus de 160 degrés dans l'application des propriétés mécaniques et de la résistance à la corrosion, les propriétés de fatigue diminueront et avec la prolongation de l'utilisation du temps, il se ramollira et vieillira. Par conséquent, beaucoup de travail doit être fait pour améliorer les performances globales de l’alliage d’aluminium dans des conditions de travail extrêmes.
Grâce à la maturité continue de la technologie d'impression 3D, le développement de poudre d'alliage d'aluminium à haute résistance se poursuit également, et de nouveaux matériaux en alliage d'aluminium continuent d'émerger et continuent d'atteindre de nouveaux sommets de performances. Par exemple, Amaero HOT Al, un nouveau type d'alliage d'aluminium développé conjointement par Amaero et l'Université Monash en Australie, peut atteindre une stabilité à long terme à 260 degrés C après l'impression 3D, puis continuer à subir un traitement thermique et un durcissement par vieillissement. Le développement de nouveaux matériaux commerciaux en alliage d'aluminium à haute résistance pour s'adapter au processus d'impression 3D afin d'obtenir des performances de fabrication intelligentes d'alliage d'aluminium de forme contrôlable et très complexe est devenu la principale tendance du développement futur. On peut s’attendre à des perspectives de développement de l’impression 3D en alliage d’aluminium, principalement utilisée dans les domaines aérospatial et militaire.
