Luchtvaart aluminiumlegering materiaaltechnologie
Het uiteindelijke gebruiksscenario van een aluminiumlegering houdt rechtstreeks verband met het gehele productieproces, en verschillende toepassingsscenario's zijn afhankelijk van de procesbeheersing van het productieproces, dat wil zeggen het verwerkingsproces.
01, productieproces van extrusieprofielen van aluminiumlegeringen met hoge sterkte
Hoogwaardige aluminiumlegering heeft een verscheidenheid aan vormen in het toepassingsproces, voornamelijk aluminiumprofielen, aluminiumplaten, 3D-printpoeder en andere vormen. Onder hen hebben profielen van aluminiumlegeringen uitstekende eigenschappen, zoals een laag gewicht, hoge sterkte en een volwassen lasproces.Aluminiumprofielen kunnen op grote schaal worden gebruikt als grote structurele dragende onderdelen in de lucht- en ruimtevaart en het spoorvervoer. Het productieproces van aluminiumprofielen maakt voornamelijk gebruik van een continu pultrusiegietproces om de productie-efficiëntie en voorspanningsoriëntatie te verbeteren om de mechanische eigenschappen van profielen te verbeteren. Bij het extrusieproces van aluminiumprofielen zal bij de continue extrusiemethode met meerdere extrusiecycli een grensvlak worden gevormd tussen de aangrenzende twee extrusieblokken, waardoor de verlengingslengte van het grensvlak in het profiel toeneemt, omdat de dwarslas een grote invloed zal hebben op de levensduur van aluminium profielen, wat resulteert in een scherpe afname van de levensduur tegen vermoeiing.
02, warmtebehandelingsproces
De uitgebreide prestaties van aluminiumlegeringsmaterialen om de materiaalsamenstellingsverhouding te verbeteren, hangen voor een groot deel af van de procestechnische parameters in de productieprocescontrole. De juiste warmtebehandelingsmethode kan de uitgebreide prestaties van aluminiumlegeringsmaterialen sterk beïnvloeden, dus voor verschillende prestaties eisen van aluminiumlegeringen moeten geschikte warmtebehandelingstechnologie worden ontwikkeld om de uitgebreide prestaties van materialen van aluminiumlegeringen te verbeteren.
Met behulp van een homogeniserend gloeiproces op hoge temperatuur om aluminiumlegeringen te behandelen, kunnen de verouderingsversterkende fase en de resterende niet-evenwichtsfase maximaal stevig in de matrix worden opgelost, en hun uniforme verdeling kan de concentratie van vaste oplossing na vaste oplossing verhogen en bereiken het effect van het verbeteren van verouderingsversterking. Tegelijkertijd kan, volgens het gecombineerde warmtebehandelingsproces van grote smeedstukken van aluminiumlegeringen, namelijk hete vervorming, tussentijdse homogenisatie bij hoge temperatuur en oplossingsbehandelingsproces bij hoge temperatuur, het hele parameterontwerp van het warmtebehandelingsproces de sterkte verbeteren en de prestaties van spanningscorrosie verbeteren .
Algemeenaluminiumlegering massiefHet oplossingsbehandelingsproces is verdeeld in twee soorten: conventionele behandeling met vaste oplossing en behandeling met samengestelde vaste oplossing, waarvan samengestelde behandeling met vaste oplossing verwijst naar de versterking van vaste oplossing en preprecipitatiebehandeling bij hoge temperatuur. In de vroege fase van het gieten van blokken kan het homogenisatie-gloeiproces van behandeling bij normale temperatuur en behandeling bij lage temperatuur de precipitatie van overgangselementen controleren, en de overgangselementen hebben een duidelijk remmend effect op herkristallisatie, wat het versterkende effect van de legering op de substructuur kan verbeteren tot een bepaalde mate, en vervolgens de breuktaaiheid en spanningscorrosieweerstand van de legering verbeteren, en effectief de anisotropie van het materiaal verzwakken.
De verouderingsbehandeling bij de warmtebehandeling van aluminiumlegeringen met hoge sterkte speelt ook een cruciale rol in de prestaties van aluminiumlegeringen, en er zijn drie hoofdvormen van verouderingsbehandeling: piekveroudering, bipolaire veroudering en regressieveroudering. Het doel van de ontwikkeling van verouderingsbehandeling is om de aluminiumlegering een hogere sterkte, hogere taaiheid, hogere corrosieweerstand en vermoeidheidsweerstand en andere hoge alomvattende eigenschappen te geven. De ontwikkeling van de warmtebehandelingstoestand gaat in de richting van T6 tot T73 tot T76 tot T736 tot T77 De verouderingsbehandeling gaat van de piek in de verouderingsontwikkeling naar oververoudering en vervolgens naar de terugkeer van de re-verouderingsbehandeling voor de daaropvolgende ontwikkeling.
Verouderingstemperatuur en -tijd hebben invloed op het effect van verouderingsversterking. Verschillende verouderingsbehandelingsprocessen kunnen de treksterkte, vloeigrens, rek en intergranulaire corrosiegraad van aluminiumlegering rechtstreeks beïnvloeden. Al in 1989 registreerde en verklaarde Alcoa de eerste RRA-behandelingsprocesspecificatie met de naam van de warmtebehandelingsstatus T77, wat ook de eerste industriële toepassing is van de warmtebehandelingsprocesspecificatie. Deze processpecificatie kan worden gebruikt als warmtebehandeling procesbegeleiding voor 7150 aluminiumlegering. De dikke plaat van 7150 aluminiumlegering en de geëxtrudeerde onderdelen die door dit proces worden geproduceerd, worden veel gebruikt in C-17 militaire transportvliegtuigen. In China bevindt de sleuteltechnologie van hoogwaardige aluminiumlegeringen met behulp van de T77-warmtebehandelingstechnologie zich nog in het ontwikkelingsproces en is deze nog niet geïndustrialiseerd.
Het warmtebehandelingsproces omvat ook vervormingswarmtebehandeling, vervormingswarmtebehandeling vindt plaats door de combinatie van thermoplastische vervorming en warmtebehandelingsproces, het gebruik van vervormingswarmtebehandeling kan worden gebruikt om de verdeling van de overgangsprecipitatiefase en de fijne structuur van de legering binnenin te verbeteren Een redelijke vervormingswarmtebehandeling kan ervoor zorgen dat de aluminiumlegering een hogere sterkte, taaiheid en corrosieweerstand verkrijgt. Het vervormingswarmtebehandelingsproces werd al in 1981 voorgesteld en wordt voornamelijk gebruikt in structurele legeringen in de lucht- en ruimtevaart. De vervormingswarmtebehandeling heeft een duidelijk effect op het verbeteren van de mechanische eigenschappen van 7050- en 7475-legeringen.
In China zijn er slechts meer dan 100 soorten warmtebehandelingsprocessen van aluminiumlegeringen, en er is nog steeds een grote afstand tot meer dan 370 soorten andere landen. We moeten de ontwikkeling van het warmtebehandelingsproces vergroten en de afstand van de basiswarmtebehandelingstechnologie van aluminiumlegeringen in de ontwikkelde landen verkorten.
03, 3D-printproces van aluminiumlegering met hoge sterkte
De ontwikkeling van goedkope, zeer efficiënte en geautomatiseerde procestechnologie voor aluminiumlegeringen met hoge sterkte heeft de aandacht gekregen van de lucht- en ruimtevaart, en grootschalige 3D-printtechnologie van aluminiumlegeringen of titaniumlegeringen is de focus van de huidige aandacht in de ruimtevaart. 3D-printtechnologie speelt, als toekomstige strategische technologie in China, een cruciale rol bij de ontwikkeling van technische toepassingen.
Op lucht- en ruimtevaartgebied weliswaaraluminium profielheeft een groot aantal toepassingen, maar het daadwerkelijke toepassingsproces in vergelijking met titaniumlegeringen en composietmaterialen heeft bepaalde nadelen, zoals aluminiumlegeringen die worden blootgesteld aan meer dan 160 graden bij de toepassing van mechanische eigenschappen en corrosieweerstand, vermoeiingseigenschappen zullen afnemen, en met de verlenging van het gebruik van de tijd zal het verzachten en verouderen. Daarom moet er veel werk worden verzet om de uitgebreide prestaties van aluminiumlegeringen onder extreme werkomstandigheden te verbeteren.
Door de voortdurende volwassenheid van de 3D-printtechnologie gaat de ontwikkeling van poeder van aluminiumlegeringen met hoge sterkte ook door, en blijven er nieuwe aluminiumlegeringsmaterialen opduiken die nieuwe prestatiehoogten blijven vernieuwen. Amaero HOT Al, een nieuw type aluminiumlegering dat gezamenlijk is ontwikkeld door Amaero en Monash University in Australië, kan bijvoorbeeld na 3D-printen langdurige stabiliteit bereiken bij 260 graden C en vervolgens een warmtebehandeling en verouderingsharding blijven ondergaan. De ontwikkeling van commerciële nieuwe materialen van aluminiumlegeringen met hoge sterkte om zich aan te passen aan het 3D-printproces om de intelligente productieprestaties van een bestuurbare en zeer complexe vorm van aluminiumlegeringen te bereiken, is de belangrijkste trend van toekomstige ontwikkeling geworden. Er kunnen ontwikkelingsvooruitzichten op het gebied van 3D-printen met aluminiumlegeringen worden verwacht, voornamelijk gebruikt in de lucht- en ruimtevaart en op militair gebied.
