Salaku alloy lampu anu penting pisan pikeun alat transportasi penerbangan, sipat mékanis makroskopis alloy aluminium raket patalina jeung mikrostruktur na. Ku cara ngarobah unsur alloying utama dina struktur alloy aluminium, mikrostruktur tina alloy aluminium bisa dirobah, sarta sipat mékanis makroskopis jeung pasipatan séjén (kayaning lalawanan korosi jeung kinerja las) tina bahan bisa nyata ningkat. Nepi ka ayeuna, microalloying geus jadi strategi ngembangkeun téhnologis paling ngajangjikeun pikeun optimizing microstructure of alloy aluminium sarta ngaronjatkeun sipat komprehensif bahan alloy aluminium.Skandium(Sc) nyaéta enhancer unsur microalloying paling éféktif dipikawanoh pikeun alloy aluminium. Kaleyuran skandium dina matriks aluminium kirang ti 0,35 wt.%, Nambahkeun jumlah renik unsur skandium kana alloy aluminium sacara efektif tiasa ningkatkeun mikrostrukturna, sacara komprehensif ningkatkeun kakuatan, karasa, plastik, stabilitas termal, sareng résistansi korosi. Scandium gaduh sababaraha épék fisik dina alloy aluminium, kalebet nguatkeun solusi padet, nguatkeun partikel, sareng ngahambat rekristalisasi. Tulisan ieu bakal ngenalkeun pamekaran sajarah, kamajuan panganyarna, sareng aplikasi poténsial skandium anu ngandung alloy aluminium dina widang manufaktur alat penerbangan.
Panalungtikan sarta Pangwangunan Aluminium Scandium Alloy
Tambahan skandium salaku unsur alloying kana alloy aluminium bisa disusud deui ka 1960s. Dina waktos éta, seueur padamelan dilaksanakeun dina sistem paduan Al Sc binér sareng AlMg Sc ternary. Dina taun 1970-an, Baykov Institute of Metallurgy and Materials Science of the Soviét Academy of Sciences and the All Russian Institute of Light Alloy Research ngalaksanakeun ulikan sistematis ngeunaan wangun jeung mékanisme skandium dina alloy aluminium. Sanggeus ampir opat puluh taun usaha, 14 sasmita tina alloy aluminium scandium geus dimekarkeun dina tilu runtuyan utama (Al Mg Sc, Al Li Sc, Al Zn Mg Sc). Kaleyuran atom skandium dina alumunium rendah, sareng ku ngagunakeun prosés perlakuan panas anu pas, présipitasi nano Al3Sc dénsitas luhur tiasa diendapkeun. Fase présipitasi ieu ampir buleud, kalawan partikel leutik sarta sebaran dispersed, sarta boga hubungan koheren alus jeung matrix aluminium, nu bisa greatly ngaronjatkeun kakuatan suhu kamar tina alloy aluminium. Salaku tambahan, endapan nano Al3Sc gaduh stabilitas termal anu saé sareng résistansi kasar dina suhu anu luhur (dina 400 ℃), anu mangpaat pisan pikeun résistansi panas anu kuat tina alloy. Dina alloy aluminium skandium dijieun Rusia, 1570 alloy geus narik loba perhatian alatan kakuatan pangluhurna sarta aplikasi widest. alloy Ieu némbongkeun kinerja unggulan dina rentang suhu gawe tina -196 ℃ nepi ka 70 ℃ sarta ngabogaan superplasticity alam, nu bisa ngaganti Rusia dijieunna tina LF6 alloy aluminium (hiji alloy magnésium aluminium utamana diwangun ku aluminium, magnésium, tambaga, mangan, jeung silikon) pikeun beban-bearing struktur las dina medium oksigén cair, jeung kinerja nyata ningkat. Sajaba ti éta, Rusia ogé geus ngembangkeun aluminium séng magnesium alloy scandium, digambarkeun ku 1970, kalawan kakuatan bahan leuwih 500MPa.
Status Industrialisasi tinaAluminium Scandium Galunggung
Dina 2015, Uni Éropa ngarilis "European Metallurgical Roadmap: Prospects for Manufacturers and End Users", ngusulkeun pikeun diajar weldability aluminium.alloy magnésium skandium. Dina Séptémber 2020, Uni Éropa ngaluarkeun daptar 29 sumber mineral konci, kalebet skandium. The 5024H116 aluminium magnésium skandium alloy dikembangkeun ku Ale Aluminium di Jerman boga sedeng pikeun kakuatan tinggi jeung kasabaran karuksakan tinggi, sahingga bahan pisan ngajangjikeun pikeun kulit fuselage. Éta tiasa dianggo pikeun ngagentos alloy aluminium séri 2xxx tradisional sareng parantos kalebet dina buku pengadaan bahan Airbus 'AIMS03-01-055. 5028 mangrupa kelas ningkat tina 5024, cocog pikeun las laser sarta gesekan aduk las. Éta tiasa ngahontal prosés ngabentuk kumbang tina panel témbok integral hiperbolik, anu tahan korosi sareng henteu meryogikeun palapis aluminium. Dibandingkeun sareng alloy 2524, struktur panel témbok sakabéh fuselage tiasa ngahontal pangurangan beurat struktural 5%. The AA5024-H116 aluminium scandium lambar alloy dihasilkeun ku Aili Aluminium Company geus dipaké pikeun rancang fuselage pesawat jeung pesawat ruang angkasa komponén struktural. The ketebalan has tina lambar alloy AA5024-H116 nyaeta 1.6mm mun 8.0mm, sarta alatan dénsitas low anak, sipat mékanis sedeng, résistansi korosi tinggi, sarta simpangan dimensi ketat, éta bisa ngaganti 2524 alloy salaku bahan kulit fuselage. Ayeuna, lambaran alloy AA5024-H116 parantos disertipikasi ku Airbus AIMS03-04-055. Dina Désémber 2018, Kamentrian Perindustrian sareng Téknologi Inpormasi Cina ngaluarkeun "Katalog Panuntun pikeun Angkatan Pertama Demonstrasi Aplikasi Sekundér Bahan Anyar Key (Edisi 2018)", anu kalebet "skandium oksida kemurnian tinggi" dina katalog pangembangan industri bahan énggal. Taun 2019, Kamentrian Perindustrian sareng Téknologi Inpormasi Cina ngaluarkeun "Katalog Panuntun pikeun Angkatan Pertama Aplikasi Demonstrasi Bahan Anyar Utama (Edisi 2019)", anu kalebet "Sc anu ngandung bahan pamrosésan alloy aluminium sareng kawat las Al Si Sc" dina katalog pangembangan industri bahan énggal. Cina Aluminium Grup Northeast Lampu Alloy geus ngembangkeun hiji Al Mg Sc Zr runtuyan 5B70 alloy ngandung scandium na zirconium. Dibandingkeun jeung Al Mg runtuyan tradisional 5083 alloy tanpa scandium na zirconium, ngahasilkeun sarta kakuatan tensile geus ngaronjat ku leuwih ti 30%. Leuwih ti éta, alloy Al Mg Sc Zr bisa ngajaga résistansi korosi comparable kana alloy 5083. Ayeuna, perusahaan domestik utama sareng kelas industrialloy aluminium skandiumkapasitas produksina Northeast Light Alloy Company jeung Industri Aluminium Kulon. The badag-ukuran 5B70 aluminium skandium alloy lambar dikembangkeun ku Northeast Light Alloy Co., Ltd.. bisa nyadiakeun pelat kandel alloy aluminium badag kalayan ketebalan maksimum 70mm sarta rubak maksimum 3500mm; Produk lambar ipis sareng produk profil tiasa disaluyukeun pikeun produksi, kalayan rentang ketebalan 2mm dugi ka 6mm sareng lebar maksimal 1500mm. Southwest Aluminium geus bebas dimekarkeun bahan 5K40 sarta nyieun kamajuan signifikan dina ngembangkeun pelat ipis. Al Zn Mg alloy mangrupakeun waktos hardening alloy kalawan kakuatan tinggi, kinerja processing alus, sarta kinerja las alus teuing. Éta mangrupikeun bahan struktural anu penting sareng penting dina kendaraan transportasi ayeuna sapertos kapal terbang. Dina dasar kakuatan sedeng weldable AlZn Mg, nambahkeun scandium na zirconium alloy elemen bisa ngabentuk leutik tur dispersed Al3 (Sc, Zr) nanopartikel dina microstructure nu, nyata ngaronjatkeun sipat mékanis jeung stress lalawanan korosi tina alloy nu. Pusat Panaliti Langley NASA parantos ngembangkeun alloy skandium aluminium ternary kalayan kelas C557, anu siap dianggo dina misi modél. Kakuatan statik, rambatan retakan, sareng kateguhan narekahan tina alloy ieu dina suhu rendah (-200 ℃), suhu kamar, sareng suhu luhur (107 ℃) sadayana sami sareng atanapi langkung saé tibatan alloy 2524. Universitas Northwestern di Amérika Serikat geus ngembangkeun AlZn Mg Sc alloy 7000 runtuyan ultra-high kakuatan alloy aluminium, kalawan kakuatan tensile nepi ka 680MPa. Hiji pola ngembangkeun gabungan antara sedeng luhur alloy aluminium skandium jeung kakuatan ultra-luhur Al Zn Mg Sc geus kabentuk. Al Zn Mg Cu Sc alloy mangrupakeun-kakuatan tinggi alloy aluminium kalawan kakuatan tensile ngaleuwihan 800 MPa. Ayeuna, komposisi nominal sareng parameter kinerja dasar tina sasmita utamaalloy aluminium skandiumdiringkeskeun saperti ieu di handap, ditémbongkeun saperti dina Tabél 1 jeung 2.
tabél 1 | Komposisi nominal Aluminium Scandium Alloy
tabél 2 | Mikrostruktur sarta Tensile Pasipatan of Aluminium Scandium Alloy
Prospek aplikasi tina alloy skandium aluminium
Kakuatan luhur Al Zn Mg Cu Sc jeung Al CuLi Sc alloy geus dilarapkeun ka beban-bearing komponén struktural, kaasup Rusia MiG-21 jeung MiG-29 jet tempur. Dasbor pesawat ruang angkasa Rusia "Mars-1" dijieunna tina 1570 aluminium alloy skandium, kalawan pangurangan beurat total 20%. Komponén beban-bearing modul instrumen pesawat ruang angkasa Mars-96 dijieun tina 1970 alloy aluminium ngandung skandium, ngurangan beurat modul instrumen ku 10%. kargo nahan desain panto, panalungtikan sarta pamekaran, manufaktur, jeung penerbangan test instalasi pikeun pesawat A321 dumasar kana panerusna kelas AA5028-H116 alloy aluminium skandium 5024 alloy aluminium skandium diwakilan ku AA5028 némbongkeun processing alus teuing jeung kinerja las Ngamangpaatkeun palaksanaan welding skandium canggih tina "las tinimbang riveting" dina pesawat bertulang struktur plat ipis teu ukur ngajaga konsistensi bahan pesawat jeung integritas struktural, achieving efisien sarta low-ongkos manufaktur, tapi ogé boga réduksi beurat jeung épék sealing Panaliti aplikasi tina alloy aluminium scandium 5B70 ku Cina Aerospace Bahan Panalungtikan Institute geus pegat ngaliwatan téhnologi tina témbok kontrol ketebalan, kakuatan spinning jeung kakuatan. tegangan residual las geus disiapkeun aluminium skandium alloy kawat las adaptif, sarta koefisien kakuatan gabungan tina gesekan aduk las pikeun pelat kandel dina alloy bisa ngahontal 0,92 Cina Akademi Spasi Téhnologi, Universitas Selatan Tengah, jeung nu lianna geus dipigawé éksténsif nguji kinerja mékanis jeung prosés ékspérimén dina bahan 5B70, ditingkatkeun sarta iterated skéma skéma aluminium 5A06. Struktur utama panel témbok bertulang sakabéh kabin disegel stasiun spasi na balik kabin The sakabéh panel témbok tina struktur plat kabin pressurized dirancang kalayan kombinasi kulit jeung tulang rusuk, ngahontal integrasi struktural luhur jeung optimasi beurat bari ngaronjatkeun kaku jeung kakuatan sakabéh, éta ngurangan jumlahna jeung pajeulitna tina panyambungan beurat 5B70 bahan rékayasa, pamakéan bahan 5B70 laun bakal ningkat jeung ngaleuwihan ambang suplai minimum, nu bakal ngabantu mastikeun produksi kontinyu jeung kualitas stabil bahan baku, sarta nyata ngurangan harga bahan baku, najan loba sipat alloy aluminium geus ningkat ngaliwatan skandium microalloying, harga tinggi na scarcity of skandium alloy aluminium, kayaning alloy Al, jeung aluminium ZnMg, skandium ngandung bahan alloy aluminium boga sipat mékanis komprehensif alus, résistansi korosi, sarta ciri processing alus teuing, nu ngajadikeun eta boga prospek aplikasi lega dina manufaktur komponén struktural utama dina widang industri kayaning aerospace sipat, résistansi korosi, sarta ciri processing alus teuing tina alloy aluminium scandium sangkan aranjeunna gaduh kaunggulan pangurangan beurat struktural jelas tur poténsi aplikasi lega dina widang manufaktur parabot aviation.
waktos pos: Oct-29-2024