Matériaux en alliage d'aluminium à haute résistance et résistant à la corrosion pour l'aérospatiale
Avec le développement continudu domaine aérospatial moderne, de l'industrie nucléaire et de l'industrie des transports, des exigences plus élevées sont mises en avant pour la performance globale des pièces structurelles et une nouvelle génération d'alliage d'aluminium à ultra haute résistance avec un poids léger, une résistance élevée, une ténacité élevée, une ténacité et une contrainte élevées la résistance à la corrosion est sans aucun doute le premier choix.
L'alliage d'aluminium à ultra haute résistance fait généralement référence à un alliage d'aluminium avec une limite d'élasticité supérieure à 500 MPa, et le plus courant est l'aluminium ultra-dur de la série 7. Cette série d'alliages d'aluminium a été développée à l'origine dans le contexte des applications aérospatiales et est désormais devenue l'un des principaux matériaux structurels pour les avions militaires et civils dans le monde, représentant 70-80 % de la proportion de pièces structurelles d'avions, et dans de nombreux domaines au lieu des alliages de titane coûteux, devenant ainsi un matériau structurel léger important et indispensable.
** Contexte du développement des alliages d'aluminium aérospatiaux et situation actuelle **
L'alliage d'aluminium, en tant que matériau d'alliage léger à haute résistance relativement mature, est utilisé dans l'aérospatiale, les matériaux en alliage d'aluminium sont généralement utilisés comme matériaux de structure et ont une résistance spécifique plus élevée et de meilleures propriétés de traitement que l'acier.
Le domaine aérospatial développe principalement des matériaux en alliage d'aluminium à haute résistance, haute ténacité et résistance à la corrosion pour répondre aux conditions difficiles d'utilisation aérospatiale, l'application est davantage un alliage d'aluminium des séries 2000 et 7000, sur la base de l'amélioration du processus d'alliage d'aluminium à haute résistance et amélioration de la formule des matériaux. Grâce à des processus de production innovants tels que la métallurgie des poudres et le moulage par jet, des matériaux en alliage d'aluminium léger offrant de meilleures performances sont développés et des recherches connexes sur les matériaux composites à matrice d'aluminium et les matériaux en alliage d'aluminium superplastique sont menées.
Dans le processus de développement et d'application d'un alliage d'aluminium léger à haute résistance, le problème de corrosion sous contrainte est le problème principal de toute l'histoire des applications de l'alliage d'aluminium. Comment affaiblir ou retarder le problème de corrosion sous contrainte dans l'utilisation d'un alliage d'aluminium à haute résistance est devenu le principal problème dans le processus d’application de l’alliage d’aluminium.
série 2000alliage d'aluminiumest principalement Cu comme élément d'alliage principal, un matériau en alliage d'aluminium pour ajouter la quantité appropriée d'élément Cu préparé dans la résistance, la résistance à la chaleur, les performances de traitement seront mieux améliorées, mais la résistance à la corrosion sera réduite, car l'introduction de l'élément Cu sera facilitent la mise en évidence de la corrosion intercristalline à l'intérieur de l'alliage d'aluminium, les éléments de la composition du matériau affectent directement les performances de l'alliage d'aluminium. Par conséquent, l'alliage d'aluminium de la série 2000 est généralement recouvert d'aluminium pur ou d'alliage d'aluminium de la série 6000 sur la surface comme film protecteur électrochimique de l'alliage d'aluminium principal pour améliorer sa résistance à la corrosion. Plus tard, les chercheurs ont effectué de nombreuses recherches sur les méthodes permettant d'améliorer les performances de corrosion sous contrainte de différentes qualités d'alliage d'aluminium, ce qui a retardé dans une certaine mesure le degré de corrosion sous contrainte de l'alliage d'aluminium.
Dans le domaine aérospatial, la composition principale de l'alliage d'aluminium de la série 2000 est principalement l'aluminium (Al), le cuivre (Cu) et le magnésium (Mg), et la composition principale de l'alliage d'aluminium de la série 7000 est l'Al, le zinc (Zn), le Mg et le Cu. . Il existe également des matériaux en alliage d'aluminium à haute performance (haute résistance, haute ténacité, résistance à la corrosion) obtenus en ajoutant des éléments spéciaux. À l'heure actuelle, la principale méthode pour obtenir des matériaux en alliage d'aluminium à hautes performances consiste à modifier les conditions de fusion et de coulée.
Le matériau en alliage d'aluminium est un composant important pour garantir la sécurité du vol des avions. La sélection et la prévision des performances des matériaux en alliage d'aluminium dans différentes pièces sont directement liées à la sécurité et à la fiabilité des avions. La prévision des défaillances des matériaux en alliage d'aluminium dans l'aviation est directement liée à la sécurité des personnes et doit faire l'objet d'une grande attention.
** Développement de matériaux en alliage d'aluminium pour l'aérospatiale étrangère **
Dans les années 1960, les États-Unis ont amélioré la base de l'alliage d'aluminium 7075 et ont développé un alliage 7050 plus solide, plus résistant et plus résistant à la corrosion sous contrainte, principalement utilisé dans les pièces structurelles de compression F-18, puis ont développé l'alliage 7150 pour la fabrication de Boeing 757/767 et d'Airbus A301 et d'autres structures d'ailes supérieures de gros avions civils. Dans les années 1980, les États-Unis et d'autres ont développé avec succès l'alliage 7055 sur la base du 7150, la résistance est d'environ 10 % supérieure à celle du 7150 et présente des performances globales élevées, qui sont utilisées pour le revêtement supérieur de l'aile et les longerons d'aile des avions Boeing 777. .
** L'écart entre la Chine et le niveau avancé international et la direction du développement **
En Chine, bien que les matériaux en alliage d'aluminium soient développés depuis de nombreuses années, il existe encore un écart important par rapport au niveau avancé international. Les performances spécifiques sont les suivantes : premièrement, les produits sont pour la plupart des imitations, le matériau en alliage d'aluminium avec des droits de propriété intellectuelle indépendants complets n'est pas encore disponible et le système standard pour la production de matériaux en alliage d'aluminium n'a pas encore été établi ; Deuxièmement, la recherche fondamentale est faible, le temps de développement est court et l'accumulation de données est insuffisante ; Troisièmement, les équipements de production et de transformation sont arriérés et le système de contrôle de la qualité des produits n'est pas parfait.
Compte tenu de cela, l’orientation future du développement des matériaux en alliage d’aluminium en Chine devrait être :
Modifier le contenu et le rapport des éléments constitutifs ;
Développer des formulations de matériaux en alliage d'aluminium correspondant à différentes exigences de performances, améliorer les performances de l'alliage d'aluminium en modifiant les conditions du champ de solidification, améliorer la quantité de solution solide des éléments d'alliage et améliorer les performances de l'alliage d'aluminium en ajoutant des éléments tels que le zirconium (Zr), le scandium (Sc), l'erbium (Er) et d'autres méthodes de microalliage ;
Purifiez davantage l'alliage, réduisez le Fe, le Si et d'autres impuretés, contrôlez la teneur en impuretés et produisez des matériaux en alliage d'aluminium à haute ténacité et à haute résistance ;
Développer une nouvelle technologie de traitement thermique, établir différentes cartes de processus de traitement thermique pour les alliages d'aluminium avec différentes exigences de performance et établir un système de spécifications de normes techniques correspondant pour garantir la stabilité du processus des différentes qualités d'alliages d'aluminium.
JIYGO RÉFRACTAIRE ET ABRASIF LIMITÉE