Gẹgẹbi alloy ina ti o ṣe pataki fun ohun elo gbigbe ọkọ oju-ofurufu, awọn ohun-ini ẹrọ macroscopic ti alloy aluminiomu ni ibatan pẹkipẹki si microstructure rẹ. Nipa yiyipada awọn eroja alloying akọkọ ninu eto alloy aluminiomu, microstructure ti alloy aluminiomu le yipada, ati awọn ohun-ini ẹrọ macroscopic ati awọn ohun-ini miiran (gẹgẹbi ipata ipata ati iṣẹ alurinmorin) ti ohun elo le ni ilọsiwaju dara si. Titi di isisiyi, microalloying ti di ilana idagbasoke imọ-ẹrọ ti o ni ileri julọ fun iṣapeye microstructure ti awọn ohun elo aluminiomu ati imudara awọn ohun-ini pipe ti awọn ohun elo alloy aluminiomu.Scandium(Sc) jẹ imudara eroja microalloying ti o munadoko julọ ti a mọ fun awọn alumọni aluminiomu. Solubility ti scandium ni matrix aluminiomu jẹ kere ju 0.35 wt.%, Fifi awọn iye itọpa ti scandium ano si awọn alloy aluminiomu le mu ilọsiwaju microstructure wọn daradara, ni imunadoko agbara wọn, líle, ṣiṣu, iduroṣinṣin gbona, ati ipata resistance. Scandium ni awọn ipa ti ara lọpọlọpọ ni awọn ohun alumọni alumini, pẹlu imuduro ojutu ti o lagbara, imudara patiku, ati idinamọ ti atunkọ. Nkan yii yoo ṣafihan idagbasoke itan-akọọlẹ, ilọsiwaju tuntun, ati awọn ohun elo ti o pọju ti scandium ti o ni awọn alumọni aluminiomu ni aaye ti iṣelọpọ ohun elo ọkọ ofurufu.
Iwadi ati Idagbasoke Aluminiomu Scandium Alloy
Awọn afikun ti scandium bi ohun alloying ano to aluminiomu alloys le wa ni itopase pada si awọn 1960. Ni akoko yẹn, pupọ julọ iṣẹ naa ni a ṣe ni alakomeji Al Sc ati ternary AlMg Sc alloy awọn ọna ṣiṣe. Ni awọn 1970s, Baykov Institute of Metallurgy and Materials Sciences of the Soviet Academy of Sciences and the All Russian Institute of Light Alloy Research ṣe iwadi ti iṣeto lori fọọmu ati ilana ti scandium ni awọn ohun elo aluminiomu. Lẹhin ti o fẹrẹ to ogoji ọdun ti igbiyanju, awọn ipele 14 ti aluminiomu scandium alloys ti ni idagbasoke ni jara pataki mẹta (Al Mg Sc, Al Li Sc, Al Zn Mg Sc). Solubility ti awọn ọta scandium ni aluminiomu jẹ kekere, ati nipa lilo awọn ilana itọju ooru ti o yẹ, iwuwo giga Al3Sc nano precipitates le jẹ precipitated. Ipele ojoriro yii ti fẹrẹẹ jẹ iyipo, pẹlu awọn patikulu kekere ati pinpin kaakiri, ati pe o ni ibatan ibaramu ti o dara pẹlu matrix aluminiomu, eyiti o le mu agbara iwọn otutu yara gaan ti awọn alloy aluminiomu. Ni afikun, Al3Sc nano precipitates ni imuduro igbona ti o dara ati resistance coarsening ni awọn iwọn otutu giga (laarin 400 ℃), eyiti o jẹ anfani pupọ julọ fun resistance ooru to lagbara ti alloy. Ni Russian ṣe aluminiomu scandium alloys, 1570 alloy ti fa ifojusi pupọ nitori agbara ti o ga julọ ati ohun elo ti o tobi julọ. Alloy yii ṣe afihan iṣẹ ṣiṣe ti o dara julọ ni iwọn otutu ti n ṣiṣẹ ti -196 ℃ si 70 ℃ ati pe o ni superplasticity adayeba, eyiti o le rọpo ohun elo alumọni LF6 ti ara ilu Rọsia (aluminiomu magnẹsia alumini ti o kunju ti aluminiomu, iṣuu magnẹsia, Ejò, manganese, ati ohun alumọni) fun awọn ẹya alurinmorin fifuye ni alabọde atẹgun olomi, pẹlu iṣẹ ilọsiwaju dara si. Ni afikun, Russia tun ti ṣe agbekalẹ aluminiomu zinc magnesium scandium alloys, ti o jẹ aṣoju nipasẹ 1970, pẹlu agbara ohun elo ti o ju 500MPa.
Ipo iṣelọpọ tiAluminiomu Scandium Alloy
Ni ọdun 2015, European Union tu silẹ “Ipa-ọna opopona Metallurgical Europe: Awọn ireti fun Awọn aṣelọpọ ati Awọn olumulo Ipari”, ni imọran lati ṣe ikẹkọ weldability ti aluminiomumagnẹsia scandium alloys. Ni Oṣu Kẹsan ọdun 2020, European Union tu atokọ kan ti awọn orisun nkan ti o wa ni erupe ile bọtini 29, pẹlu scandium. 5024H116 aluminiomu magnẹsia scandium alloy ni idagbasoke nipasẹ Ale Aluminiomu ni Germany ni alabọde si agbara giga ati ifarada ibajẹ ti o ga julọ, ti o jẹ ki o jẹ ohun elo ti o ni ileri pupọ fun awọ-ara fuselage. O le ṣee lo lati rọpo awọn ohun elo aluminiomu jara 2xxx ibile ati pe o ti wa ninu Airbus 'AIMS03-01-055 iwe rira ohun elo. 5028 jẹ ite ilọsiwaju ti 5024, o dara fun alurinmorin laser ati alurinmorin aruwo ija. O le ṣaṣeyọri ilana ti nrakò ti awọn panẹli igbẹpọ hyperbolic, eyiti o jẹ sooro ipata ati pe ko nilo ibora aluminiomu. Ti a ṣe afiwe pẹlu alloy 2524, ipilẹ nronu odi gbogbogbo ti fuselage le ṣaṣeyọri idinku iwuwo igbekalẹ 5%. AA5024-H116 aluminiomu scandium alloy alloy ti a ṣe nipasẹ Aili Aluminum Company ni a ti lo lati ṣe awọn fuselage ọkọ ofurufu ati awọn ẹya ara ẹrọ aaye. Aṣoju sisanra ti AA5024-H116 alloy alloy jẹ 1.6mm si 8.0mm, ati nitori iwuwo kekere rẹ, awọn ohun-ini ẹrọ iwọntunwọnsi, resistance ipata giga, ati iyapa iwọn ti o muna, o le rọpo 2524 alloy bi ohun elo awọ-ara fuselage. Lọwọlọwọ, iwe alloy AA5024-H116 ti jẹ ifọwọsi nipasẹ Airbus AIMS03-04-055. Ni Oṣu Kejìlá 2018, Ile-iṣẹ ti Ile-iṣẹ ati Imọ-ẹrọ Alaye ti Ilu China tu silẹ “Katalogi Itọsọna fun Ipele akọkọ ti Awọn ifihan ohun elo Atẹle ti Awọn ohun elo Titun Titun (2018 Edition)”, eyiti o wa pẹlu “afẹfẹ scandium oxide ti o ga-giga” ninu katalogi idagbasoke ti ile-iṣẹ ohun elo tuntun. Ni ọdun 2019, Ile-iṣẹ ti Ile-iṣẹ ati Imọ-ẹrọ Alaye ti Ilu China ṣe ifilọlẹ “Katalogi Itọsọna fun Batch akọkọ ti Awọn ohun elo Ifihan ti Awọn ohun elo Tuntun (2019 Edition)”, eyiti o pẹlu “Sc ti o ni awọn ohun elo iṣelọpọ alloy aluminiomu ati awọn okun alurinmorin Al Si Sc” ninu katalogi idagbasoke ti ile-iṣẹ ohun elo tuntun. China Aluminiomu Group Northeast Light Alloy ti ni idagbasoke ohun Al Mg Sc Zr jara 5B70 alloy ti o ni awọn scandium ati zirconium. Ti a ṣe afiwe pẹlu aṣa Al Mg ibile 5083 alloy laisi scandium ati zirconium, ikore rẹ ati agbara fifẹ ti pọ nipasẹ diẹ sii ju 30%. Pẹlupẹlu, Al Mg Sc Zr alloy le ṣetọju ifarabalẹ ipata afiwera si 5083 alloy. Lọwọlọwọ, awọn ile-iṣẹ ile akọkọ pẹlu ite ile-iṣẹaluminiomu scandium alloyagbara iṣelọpọ jẹ Ile-iṣẹ Alloy Light Northeast ati Southwest Aluminum Industry. Iwọn titobi 5B70 aluminiomu scandium alloy alloy ti o ni idagbasoke nipasẹ Northeast Light Alloy Co., Ltd. le pese awọn apẹrẹ ti o nipọn aluminiomu ti o nipọn ti o pọju ti 70mm ati iwọn ti o pọju ti 3500mm; Awọn ọja dì tinrin ati awọn ọja profaili le ṣe adani fun iṣelọpọ, pẹlu iwọn sisanra ti 2mm si 6mm ati iwọn ti o pọju ti 1500mm. Aluminiomu Iwọ-oorun Iwọ oorun guusu ti ni idagbasoke ominira ohun elo 5K40 ati pe o ni ilọsiwaju pataki ninu idagbasoke awọn awo tinrin. Al Zn Mg alloy jẹ alloy lile akoko pẹlu agbara giga, iṣẹ ṣiṣe to dara, ati iṣẹ alurinmorin to dara julọ. O jẹ ohun elo ti ko ṣe pataki ati pataki ninu awọn ọkọ irinna lọwọlọwọ gẹgẹbi awọn ọkọ ofurufu. Lori ipilẹ agbara alabọde AlZn Mg weldable, fifi scandium ati awọn eroja alloy zirconium le dagba awọn ẹwẹ titobi kekere ati tuka Al3 (Sc, Zr) ninu microstructure, ni ilọsiwaju awọn ohun-ini ẹrọ ati aapọn ipata alloy. Ile-iṣẹ Iwadi Langley ti NASA ti ṣe agbekalẹ alloy aluminiomu scandium ternary pẹlu ite C557, eyiti o ṣetan lati lo ni awọn iṣẹ apinfunni awoṣe. Agbara aimi, isodi kiraki, ati lile toughness ti alloy yii ni iwọn otutu kekere (-200 ℃), iwọn otutu yara, ati iwọn otutu giga (107 ℃) jẹ gbogbo dogba si tabi dara julọ ju ti 2524 alloy. Ile-ẹkọ giga Northwwest ni Orilẹ Amẹrika ti ṣe agbekalẹ AlZn Mg Sc alloy 7000 jara ultra-high aluminium alloy, pẹlu agbara fifẹ ti o to 680MPa. Apẹẹrẹ ti idagbasoke apapọ laarin alabọde giga agbara aluminiomu scandium alloy ati agbara giga-giga Al Zn Mg Sc ti ṣẹda. Al Zn Mg Cu Sc alloy jẹ ohun elo aluminiomu ti o ni agbara giga ti o ni agbara fifẹ ti o pọju 800 MPa. Ni bayi, awọn ipin tiwqn ati ipilẹ iṣẹ sile ti awọn ifilelẹ ti awọn onipò tialuminiomu scandium alloyA ṣe akopọ bi atẹle, bi o ṣe han ninu Awọn tabili 1 ati 2.
Table 1 | Iforukọsilẹ Ipilẹ ti Aluminiomu Scandium Alloy
Table 2 | Microstructure ati Awọn ohun-ini Fifẹ ti Aluminiomu Scandium Alloy
Ohun elo asesewa ti aluminiomu scandium alloy
Agbara giga Al Zn Mg Cu Sc ati Al CuLi Sc alloys ti wa ni lilo si awọn paati igbekalẹ ti o ni ẹru, pẹlu MiG-21 ti Russia ati awọn ọkọ ofurufu onija MiG-29. Dasibodu ti ọkọ ofurufu Russia “Mars-1” jẹ ti 1570 aluminiomu scandium alloy, pẹlu idinku iwuwo lapapọ ti 20%. Awọn ohun elo ti o ni ẹru ti module ohun elo ti ọkọ ofurufu Mars-96 jẹ ti 1970 alloy aluminiomu ti o ni scandium, idinku iwuwo ohun elo irinse nipasẹ 10% ninu eto “Clean Sky0 Air Route” ati EU Air Route 2. ese laisanwo idaduro enu oniru, iwadi ati idagbasoke, ẹrọ, ati fifi sori igbeyewo ofurufu fun A321 ofurufu da lori arọpo ite AA5028-H116 aluminiomu scandium alloy ti 5024 aluminiomu scandium alloys ni ipoduduro nipasẹ AA5028 afihan o tayọ processing ati alurinmorin ise sise to ti ni ilọsiwaju alupupu welding. Awọn ohun elo alloy. Ibamu agbara, ati iṣakoso ti aapọn iṣẹku alurinmorin, o ti pese okun waya alumọni ti o ni ibamu pẹlu okun, ati oluṣeto agbara apapọ ti awọn alurinmorin aruwo fun awọn awopọ ti o nipọn ni alloy le de ọdọ 0.92 China Academy of Space Technology, Central South University, ati awọn miiran ti ṣe idanwo iṣẹ ṣiṣe ti iṣelọpọ ati awọn adanwo ilana lori ohun elo 5B70, ohun elo 5B70 ti igbegasoke ati ohun elo ti a ti sọ tẹlẹ. Aluminiomu 5B70 si ipilẹ akọkọ ti awọn panẹli odi ti a fikun ti aaye ibudo ti o ni edidi ati agọ ipadabọ ti ile-iṣọ gbogbogbo ti ile-igbimọ ti a tẹ ni a ṣe apẹrẹ pẹlu apapo awọ-ara ati awọn igun-ara, iyọrisi isọpọ igbekalẹ ti o ga julọ ati iṣapeye iwuwo, lakoko ti o mu ilọsiwaju pọ si ti iṣẹ ṣiṣe ati idiju 5B70 ohun elo ẹrọ, awọn lilo ti 5B70 awọn ohun elo yoo maa pọ ati ki o koja awọn kere ipese ala, eyi ti yoo ran rii daju awọn lemọlemọfún isejade ati idurosinsin didara ti aise ohun elo, ati ki o significantly din aise iye owo, Bi a ti mẹnuba tẹlẹ, biotilejepe ọpọlọpọ awọn ohun-ini ti aluminiomu alloys ti a ti dara si nipasẹ scandium microalloying, awọn ga owo ati scarcity ti awọn ohun elo ti awọn ohun elo ti alumọni, ohun elo Aluminiomu, awọn ohun elo Aluminiomu ZnMg, scandium ti o ni awọn ohun elo alumọni aluminiomu ni awọn ohun-ini ẹrọ ti o dara, ipata resistance, ati awọn abuda iṣelọpọ ti o dara julọ, eyiti o jẹ ki wọn ni awọn ifojusọna ohun elo ti o gbooro ni iṣelọpọ ti awọn paati igbekalẹ akọkọ ni awọn aaye ile-iṣẹ bii ọkọ ofurufu awọn ohun-ini ẹrọ ti okeerẹ, resistance ipata, ati awọn abuda iṣelọpọ ti o dara julọ ti awọn alloy aluminiomu scandium jẹ ki wọn ni awọn anfani idinku iwuwo igbekalẹ ti o han gbangba ati agbara ohun elo jakejado ni aaye ti iṣelọpọ ohun elo ọkọ ofurufu.
Akoko ifiweranṣẹ: Oṣu Kẹwa-29-2024