航空鋁合金材料的彎曲形變性能分析

王利鵬

摘 要：隨著我國科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，我國直升機(jī)所需要的高性能鋁合金材料現(xiàn)目前還是存在很多的問題。在原有的鋁合金體系主合金元素含量的不斷提高，低固溶度的元素含量相對(duì)較高，很難徹底溶于鋁基體，其殘余結(jié)晶相對(duì)較多，在固溶體淬火過程中很容易遭到分解，直接導(dǎo)致鋁合金強(qiáng)度的韌性，耐損性以及耐腐蝕性之間的矛盾凸顯。航空鋁合金材料的彎曲形變是會(huì)直接導(dǎo)致鋁合金在運(yùn)用到航空直升機(jī)中的質(zhì)量不過關(guān)。隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的快速發(fā)展，航空航天事業(yè)在技術(shù)上也的到了提高，其鋁合金作為航空主要制造材料，其重要性是可想而知的，本文主要分析了航空鋁合金才來哦的彎曲形變性能相關(guān)的問題。

關(guān)鍵詞：航空鋁合金；力學(xué)性能；彎曲形變；性能分析

前言：

隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的快速發(fā)展，航空航天事業(yè)在技術(shù)上也的到了提高，其鋁合金作為航空主要制造材料，其重要性是可想而知的。鋁合金是運(yùn)用非常廣泛的一種有色金屬材料，特別是在航空航天，汽車，軍事等領(lǐng)域中都占據(jù)重要地位。最近幾年來，鋁合金材料在航空中的運(yùn)用越來越廣泛，但是其在實(shí)際使用過程中還是存在很多的障礙；第一是相關(guān)技術(shù)力量的單薄，不論是在科技服務(wù)技術(shù)還是在勞動(dòng)操作技術(shù)都較為單薄，很難支持新型鋁合金材料體系的快速發(fā)展。第二是鋁合金生產(chǎn)供應(yīng)商較為單一，現(xiàn)目前我國只有極少數(shù)的航空鋁合金生產(chǎn)企業(yè)，其生產(chǎn)工藝受到國外技術(shù)力量的限制，工藝成本投入相對(duì)較高，很難拓展其發(fā)展空間，通過對(duì)鋁合金材料的彎曲形變性能進(jìn)行相關(guān)分析，為今后航空鋁合金形變性能處理提供參考。

一：航空鋁合金材料優(yōu)勢(shì)

航空航天鋁合金材料是一種超高強(qiáng)度變形的鋁合金，現(xiàn)目前被廣泛的運(yùn)用在航空工業(yè)當(dāng)中。當(dāng)今飛機(jī)上所使用的鋁合金與普通的鋁合金相比較，其在硬度，堅(jiān)韌度，韌性以及抗疲勞性中都是有非常高要求的。航空鋁合金具有非常好的力學(xué)與加工性能，其能夠固溶處理之后塑性較好，在通過熱處理之后效果更好，一般在一百五十?dāng)z氏度之下，并且具有較高強(qiáng)度，韌性較好的鋁合金材料，是最為理想的航空結(jié)構(gòu)材料。航空航天所使用的鋁合金主要的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)是整體化和大型化，輕量化和薄壁化，斷面尺寸化，以及形位公差精密化，組織性能的均勻化和優(yōu)質(zhì)化等諸多優(yōu)勢(shì)。在實(shí)際航空航天中，根據(jù)飛機(jī)的不同使用部分以及條件，航空航天所使用的鋁合金主要是高強(qiáng)度鋁合金，耐腐蝕鋁合金以及耐熱鋁合金。

二：2000系列和7000系列鋁合金形變時(shí)效處理比較和

分析

我們把2000鋁合金放在520C°的固溶，水淬處理之后，再分別進(jìn)行變形量的5%，15%，20%時(shí)的冷軋變形處理，最后在進(jìn)行180C°低溫失效處理，通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn)其形變時(shí)效之后鋁合金峰值的硬度和強(qiáng)敵都得到了提升，其失效的時(shí)間也相對(duì)短暫，采用tem境來觀看得到的θ相的數(shù)量逐漸增加，其尺寸也在變小；并且隨著變形量的增大，合金強(qiáng)度和硬度提高，塑性有所下降。在變形量15%時(shí)，2519合金獲得了最好的綜合航空飛機(jī)性能等也對(duì)530℃固溶、在進(jìn)淬火之后的2000系列鋁合金進(jìn)行了正交實(shí)驗(yàn)方法的形變時(shí)效研究，其變形量分別為15%，20%，時(shí)效方式可以分為170℃/10h、190℃/13h的低溫時(shí)效處理，同樣的能夠獲取到鋁合金變形失效提高鋁合金的強(qiáng)度和硬度，讓其能夠保持良好的韌性。在實(shí)際工作當(dāng)中，對(duì)于某些受力彎曲的構(gòu)件，除了要求起具有足夠的強(qiáng)度和硬度之外，還要求其變形程度不能過大，就是要求鋁合金構(gòu)件自身要有足夠的剛度和韌性這樣才能有效的保障鋁合金結(jié)構(gòu)能夠正常的工作。對(duì)7000系鋁合金冷加工后時(shí)效處理采用的較少，因?yàn)樾巫儠r(shí)效后7000系列合金的機(jī)械性能反而降低。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)表明，對(duì)7055合金470℃/1h固溶處理后，立即進(jìn)行變形量分別為5%、15%、30%、冷軋變形處理；鋁合金彎曲形變采用冷變形和淬火以及時(shí)效處理的熱處理工藝是能夠讓其在性能上的到就愛搶，這并不是代表所有的鋁合金都能夠在這些工藝當(dāng)中獲取到好的效果，這些都是要根據(jù)實(shí)際情況中，鋁合金的結(jié)構(gòu)和組織來決定的。

三：航空鋁合金的應(yīng)用

航空鋁合金主要是可以進(jìn)行熱處理的彎曲變形鋁合金，比如2000與7000系列的鋁合金。2000系列的鋁合金所代表的是2024，2A16（ly16）。7000系列的鋁合金代表的是以7075含有鋅元素，也是是與航空系列，是鋁鎂鋅銅合金，也是可以進(jìn)行熱處理的鋁合金，其屬于超強(qiáng)度鋁合金，有非常好的耐磨性，也有較好的焊接性，但是其腐蝕性非常差。航空鋁合金憑借自身密度小，易加工成型，強(qiáng)度適中，資源豐富和耐腐蝕性強(qiáng)以及可以回收等諸多優(yōu)勢(shì)，受到了各個(gè)領(lǐng)域的重視，并且在現(xiàn)如今被廣泛的運(yùn)用的航空領(lǐng)域中。現(xiàn)目前，飛機(jī)上的梁，蒙皮，隔框以及起落架都是可以使用鋁合金來進(jìn)行制造的，然而對(duì)于不同飛機(jī)的部位用途不同，其鋁合金的使用途徑也有很多的不同之處，鋁合金主要是注重經(jīng)濟(jì)效益以及民用機(jī)因?yàn)殇X合金的價(jià)格較為適合而大量運(yùn)用，比如波音767客機(jī)采用的鋁合金約占飛機(jī)總體結(jié)構(gòu)的80%左右，這樣可見鋁合金在航空領(lǐng)域中的使用程度是非常高的，其效果也是較為顯著的。在未來，航空鋁材會(huì)是一大發(fā)展趨勢(shì)，相關(guān)人員應(yīng)該加大對(duì)這方面的深入研究，也為我國航天事業(yè)獻(xiàn)出自己的綿薄之力。

四：結(jié)束語

隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的快速發(fā)展，航空航天事業(yè)在技術(shù)上也的到了提高，其鋁合金作為航空主要制造材料，其重要性是可想而知的。當(dāng)今飛機(jī)上所使用的鋁合金與普通的鋁合金相比較，其在硬度，堅(jiān)韌度，韌性以及抗疲勞性中都是有非常高要求的。針對(duì)這類問題我國相關(guān)研究人員要深入的對(duì)其進(jìn)行探究，航空鋁合金材料在運(yùn)用在未來也會(huì)越來越廣泛，逐漸成為一種發(fā)展趨勢(shì)，充分把握好這個(gè)機(jī)遇為我國航天領(lǐng)域貢獻(xiàn)出自己的綿薄之力。

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