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九游体育:超高强铝合金pdf

作者:小编 日期:2024-11-05 14:12:27 点击次数:

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  5 ’ 可 好的静强度、 疲劳强度和断 合格的K 和抗蚀性的 I 。 前提下, 其强度比75 高约 1 1 0 0 %, 比提高到 3 左右, 获得良 n % 合金中不能溶解的结 比77 制品高约2一0 实现了 O5 03%, 集高强、 高韧、 抗蚀为 裂韧性。但当Z 含量超过 7 时, 导致与断裂韧性相关的性能急剧降 一体, 广泛地应用于飞机结构件。 05 75 合金的T7 7 处理 晶相数量急剧增加, 是美国专利, 前还没有公开具体工艺制度。 目 低、 焊接性能、 耐蚀性能显著恶化。 在一定范围内M 含 g 加重sc c 的敏感性, u 而c 1 6 前苏联学者在深人地研究 川 MC 系 量过高会导致应力腐蚀开裂, 5 9 年, n Z gu 合金的基础上, 研制出世界上第 1 种超高强度铝合金— 的加人能起到改善 z、g n M 含量高时带来的塑性和抗 并且还能同时提高强度和重复加载 9 双 继而通过提高合金纯度, B6 , 降低合金元素含量开 蚀性降低的缺点, 发出 B6 9玖的改型合金 B6 1 B 63 9从 和 9从 成为航天航 空和其他工业部门的关键结构材料之一。俄罗斯的 B 6 ( I8 z 一 . n 2 C 一 . z) 9双 A一 . n 2 Z 一 . u 01 r类似于 75 合 s 7 3 5 05 金, 自己的特色。值得一提的是 16 年代研制的 但有 9 0 B 3、 9二 合金, 它与别的合金不同之处在于添加了0 % . 2 一. 0 %的F 作为再结晶抑制剂, 4 e 使得合金在铸造成型 过程中工艺效率大大提高, 这一点与其它含 z、 nc rM 、 r 的合金相比尤为重要, 在合金的硬度增加的同时, 还保 证了强度的各向同性,迄今别的国家还未出现与它类 似的合金。 另外在70 系合金发展的 0 早期, 很多高z 的具有较 n 抗力。王祝堂认为, Z 合金中,u 高 n C 原子溶人 G P区, 可以提高 G P区的稳定温度范围, 延缓时效析出。 u C原

  (. 1 东北轻合金有限责任公司, 哈尔滨 106 2 5 0 . 中铝河南铝业有限公司, 洛阳4 0 ) 河南 l( 70 )

  摘 要: 全面地介绍了 超高强铝合金的发展过程, 及其合金发展的特点。超高强铝合金的开发基本上是沿着高强度、 低

  文章编号: 0 一3320 ) 一 0 一3 0 1 2 23(07 9 04 0 0 1

九游体育:超高强铝合金pdf(图1)

  超高强铝合金是航空航天工业中主要的结构材料。 基础上提高了z、g u nM 和C 的含量又发展了 强度更高的 目 前世界各国民用飞机上铝合金已占居了结构材料重量 77一6 1 T 合金, 8 该合金强度虽高, 但断裂韧性有所下降, 的7% 8%, 大部分为超高强铝合金。在新一代军 因此未得到进一步的应用和发展。当时人们研究航空铝 0 一0 其中 用飞机上, 由于树脂基复合材料和钦合金用量的增加, 铝 合金主要以追求高的静强度为主, 而忽视了其它性能的 合金的用量相对有所减少, 但高纯度的超高强度高韧性 要求。15 年因3 94 架用77 合金制造机体的喷气式飞 05 机坠毁, 从而使航空界认识到材料的损伤容限应该作为 高抗蚀性铝合金的用量却增加了。随着现代航空航天工 业的快速发展, 对超高强铝合金的综合性能提出了更高 飞机机体选材的一个准则。为了提高KC I, 研究人员在深 的要求。 同时现代核工业、 交通运输业的发展也急需高性 人的 研究后发现, 7 及 77 合金中含有的F 、 等有 75 0 18 e5 1 1u eA( F) 7F M 1 gi S 能、 轻质、 经济的结构材料, 因此高强高韧高抗蚀的超高 害元素形成的夹杂相如AcZ 、I ne5和MZ 等在低应力下容易破裂, 并在破裂的质点处形成空洞, 从 强铝合金无疑是理想的备选材料。 为此, 各国的材料工作 而在继续施加外力的情况下形成宏观裂纹导致了断裂韧 者多年来一直致力于研究开发集高强高韧高抗蚀性为一 性K 的降低。通过减少这些杂质元素的含量, I C 研制出了 体的超高强铝合金。 韧性更高的77 合金。随后又通过进一步降低 F 和 5 1 5 e 1 1 超高强铝合金的发展过程 一般可将强度在 s M 以上的铝合金称为超高强 o P a 的含量, 控制 C 含量, M 、u r 调整 nC 含量以提高断裂韧性 度铝合金。超高强度铝合金主要是指 7 0 0 系中的某些 开发出了77 合金, 45 同时该合金调整了2 M 比( 1 g 稍稍 “

  金的 研制成功也使人们认识到了2对高强合金性能的 : 影响, 并在这方面 展开了 深人的研究。由 0 合金中 于77 5

  r , 高强 合金 被开 度的 也 发了出 如 06A 7 n1M- 的C 能够增加合金的淬火敏感性侧 因此样品在热处理 来, 77: 一. 一. g I s 6 z 才能保证时效后的强度, 而对大型锻件 0C一6 n1 0, 0:I .n3M 一. u0 5r 后必须快速淬火, . u M ( 4) 01 一4 一. g2C一.C 7 9 7 A 7z o I 2 即使冷却速度很快, 也无法使构件心部得到较快 石 5) 09A 7Z一. g1C一 1C(98, 1 5, :I ,n2M一. u06r 6) 9 7 4 一7 S 6 . 1 这些 和厚板, 合金主要用于锻件和挤压件。还有部分合金如 76、 的冷却速度, 0 8 而且淬火速度过快也容易使构件产生变形。 r 1Z r 74、 9 等z 含量超过了8 ( 497 3 n 0 % 其中79 的z 含量大 而添加 Z 能够形成细小的不溶解质点 A3 降低合金的 03 n 于9 , %) 它们的F 和S含量分别不大于0 和0 %, 淬火敏感性;同时 A另 金属间化合物有两种结构和形 e j 甲 巧% , 2 1 I r 都是能获得极高强度的铝合金。 态: 从熔体中直接析出的A必 为四方结构, I r 可显著细化 2 超高强铝合金发展的特点 合金的铸态晶粒; 另一种是铸锭均匀化过程中析出的球 形粒子, L: 具有 l 结构, 与基体共格, 具有强烈抑制热加工 2 降低 F、 等杂质元素的含量 1 e5 1 超高强铝合金中F 、 杂质的含量是逐渐降低的, 过程中再结晶的作用。近来有研究认为在时效过程中次 e5 1 同时还大幅度地降低了能生成脆性夹杂相的M , n从而保 生的A3 可加速刀 1z : ‘ 相的析出, l另 与合金中的 并且A : 位 证了合金具有较高的塑性和断裂韧性。这些微量的杂质 错缠结在一起, 增大了合金中的位错密度, 从而影响合金 . - 5 0 也有其有利的 一面, 杂质F 溶于A 中 e I 形成的FA 有细 的时效行为。因此超高强铝合金中一般添加 0 % e1 3 . 的z, 巧 可显著提高合金的强度、 断裂韧性和抗应力 化再结晶晶粒的作用, 但对抗蚀性能影响较大, 有 M 当 n 0 % r 存在时, 可溶入 M A6 r e n1 中形成(eM )1使FA3 F、 nA6 e1 , 与 腐蚀性能。 I A 之间的电位差减小到可以 忽略不计的程度。因此合金 3 结束语 纵观高强铝合金的发展史, 传统超高强铝合金研制 中 加入少量 M 以减少 F 的有害作用是其目 n e 的之一〔 5 丁 , 基本上是沿着高强度、 低韧性一高强度、 高韧性。高强 此外 M 还有提高抗应力腐蚀的性能。 n 度、 高韧性、 耐腐蚀方向发展, 在合金成分设计方面的发 2 提高主合金元素含量 . 2 F、 1 逐步提高合金中z 含量, n 尤其是提高合金的2 M 展特点是合金化程度越来越高,e5等杂质含量越来越 可g 比值, C 含量。 调整 u 比较 77 、45 75 与75 合 低, 0577 及 00 05 微量过渡族元素添加越来越合理, 最终目 标是在大幅 金的成分及性能可以发现, 合金性能的改善伴随着成分 度提高强度的同时保持合金具有优良 的韧性和抗蚀性。

  C 的同时加人了少量的M , u n 有效地改善了该合金的抗 应力腐蚀性能(C )但由于仍具有较敏感的应力腐蚀 SR , 开裂(C ) S C倾向而未得到实际应用〔 9 年, 本学者 , 3 」 9 。1 日

  C 来克服淬火敏感问题和调整晶粒尺寸, r 开发出了强度、 断裂韧性和抗应力腐蚀性能较高的75 超高强合金。 00 这 蚀性能和抗剥落腐蚀性能〔 14 美国开发出了77 高 ] 3 2 9 。 05 r 00 也是 70 系 00 强合金, 并第一次应用于 B 2 型轰炸机上, 一 9 曾给飞机结 是美国开发的第一个含Z 的70 系合金。 综合性能较好的合金之一, 在航空航天领域得到 构和性能带来了革命性的变化,同时也为超高强铝合金 合金中 了广泛的应用。 Z 的7 0 含 r 0 合金也存在着一些缺点, 5 如 的 发展奠定了 基础。 n u 使铸造裂纹倾向增强, 铸造前要求 14 4 9 年前苏联也开发出了与 77 类似的B 高强 Z 和C 的含量提高, 0 5 5 9 需用陶瓷过滤器消除非金属夹杂等, 制造工艺 铝合金, 该合金的 成分( 一on2M一. u02r 真空脱气, I. . A 6 一3g1c一.c z 7 1 - . n与77 合金相近。随后不久美国在 77 合金的 过程复杂, 0 M ) 05 4 05 生产成本较高, 而且大型的锻件也不易完全淬

  子还可溶人刀和刀 ‘ 相中, 降低晶界和晶内的电位差, 提高合金的 抗应力腐蚀性能。 对于z M 比 l n g 较大的 合

  良好性能的基础。 2 以Z 替代 M 和 C 了 r n r 以z 代替 r C 来克服合金淬火敏感性问题。75 合 r 00

  n降低了M 含量) g 使得合金的长向( 、 ) L 横向 A一nM 一u I 一 gC 合金。 l MC 系合金是以12一96 提高了z, z Az gu n 931 2 T L 和厚向(T样品的K 明显提高, S ) I C 这是70 系合金 00 年 科学家WS d 和L es r I nM 合金 ( ) 德国 .ne . in 对A一 一 g a r M se z

  五十岚将C加人到A一nM一u : I Z一 gC 合金中 开发出了 一种

  超硬铝合金 E D S 。该合金因具有很高的强度和大大改善 的抗应力腐蚀性能, 而成为该系合金中最先在飞机制造 业上获得实际应用的合金【 2 世纪中期, ‘0 」 。 人们发现通过

  中断裂韧性最高的合金。 16 年前苏联对 B 合金的杂质进行了限制, 99 5 9 提出 了n 和 o 两种杂质水平的合金, B n 合金成分 q q 其中 9 二 5 接近于77 合金,9o 合金的成分(I . n2 M - 15 B5二 A一 s 一. g 5z 3 1 C一. C 0 M ,e. %, 0 %) 45 . u0 2 r . nFo 5 5 . 与77 合金十分 7 1 - 4 1 11 相似( 在俄罗斯的铝合金牌号中拟为含z 合金,q r n 为高 纯合金, 为最高纯合金)」 o q ! , 。 17 年美国Aoa 91 l 公司在77 合金的基础上, c 05 增加

  中z M 比 提高。n g / n g 值的 z 和M 在铝合金中主要起到形 成强化相的作用。 、g l形成高 n z M 和A 浓度的三 溶体 元固 T (1 g n ; 和M 之间形成二元的刀MzZ 相 A2 3 3 Z MZ ) n g (gn )

  相, 这两种元素在合金中的溶解度随温度的降低急剧 下降, 具有很强的时效硬化能力, 因此合理设计合金中

  韧性 斗高强度、 韧性 高 一高强 高韧性、 腐蚀 度、 耐 发展, 在合金成分设 计方 面的发展特点是合金化程度越来越高,

  e 5 F 、 等杂质含量越来越低, 1 微量过渡族元素添加越来越合理, 最终目 标是在大幅度提高强度的同时保持合金具有优良 的韧性和抗蚀性。

  关键词: 超高强 铝合金; 成分; 性能 中圈分类号汀G 6 4 2 1, 文献标识码: A

  z、g nM 的含量, 尤其是其质量比 对高强合金的 性能有 重要意义。 根据G h等人的观点〔,n g2 一. u r l 6z M . 2 的 1l = 7 9 进一步降低5和M 杂质元素的含量, 1 n 提高2 M 比 可 g 值, 合金, n g 即z/ 比接近TA2今n 化合物的化合比 M (1 z3 M )

  添加C、nC、 等 uM 、 T 微量元素 显著提高 ri 可 合金抗应 力腐

  C 含量, u 又研制了75 合金, 10 主要应用于生产大型锻件 和厚板( 5m ) 占 0m。 > 随着军用和民用飞机制造技术的发展, 如何减轻按 强度指标设计的构件的重量和降低成本, 成为飞机制造 和铝合金加工工业必须考虑的重大问题。近年来美国的 lc 公司进行了大量的研究, 00 75 的基础上 Aoa 在75 和 1 0 成功研制了75 超高强合金[ 75一 7 05 ] 4 0 T 制品在保证有 。 7九游官方入口