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鋁合金的航空航天材料性能匯總

發布時間: 2022-05-27  點擊次數: 2516次

飛機是人們生活中經常使用到的交通工具,它的結構復雜,所用到的材料也是范圍廣泛。談到飛機機身用材料大體可分為兩類:合金材料和高分子復合材料。

飛機上的合金材料主要有鋁合金、鎂合金、鈦合金和鎳鉬鎢合金等,其中鋁合金材料占飛機用料50%--70%左右,鎂合金材料占飛機用料5%--10%左右,現代化的飛機,鈦合金的用量比重越來越大,而鎳鎢鉬合金則用于飛機發動機。



1鋁合金



鋁是一種輕金屬,比重2.7左右。由于地球的吸引力的作用,要求飛機質量越輕越好。飛機越輕,飛的越高、越快、越遠,裝載量越大。但是鋁的強度低,好在飛機不是拖拉機,它在空中飛行,不會碰到別的物體,所以,飛機的蒙皮大部分是用鋁合金壓制的,還有前機匣,飛機框架,肋條等。

純鋁的密度小(ρ=2.7g/cm3),大約是鐵的 1/3,熔點低(660℃),鋁是面心立方結構,故具有很高的塑性(δ:32~40%,ψ:70~90%),易于加工,可制成各種型材、板材,抗腐蝕性能好;但是純鋁的強度很低,退火狀態 σb 值約為8kgf/mm2,故不宜作結構材料。通過長期的生產實踐和科學實驗,人們逐漸以加入合金元素及運用熱處理等方法來強化鋁,這就得到了一系列的鋁合金。添加一定元素形成的合金在保持純鋁質輕等優點的同時還能具有較高的強度,σb 值分別可達 24~60kgf/mm2。這樣使得其“比強度"(強度與比重的比值 σb/ρ)勝過很多合金鋼成為理想的結構材料,廣泛用于機械制造、運輸機械、動力機械及航空工業等方面,飛機的機身、蒙皮、壓氣機等常以鋁合金制造,以減輕自重。采用鋁合金代替鋼板材料的焊接,結構重量可減輕50%以上。

鋁合金密度低,但強度比較高,接近或超過優質鋼,塑性好,可加工成各種型材,具有優良的導電性、導熱性和抗蝕性,工業上廣泛使用,使用量僅次于鋼。一些鋁合金可以采用熱處理獲得良好的機械性能,物理性能和抗腐蝕性能。2008年北京火炬“祥云"就是鋁合金制作的。

純鋁的密度小(ρ=2.7g/cm3),大約是鐵的 1/3,熔點低(660℃),鋁是面心立方結構,故具有很高的塑性(δ:32~40%,ψ:70~90%),易于加工,可制成各種型材、板材,抗腐蝕性能好;但是純鋁的強度很低,退火狀態 σb 值約為8kgf/mm2,故不宜作結構材料。通過長期的生產實踐和科學實驗,人們逐漸以加入合金元素及運用熱處理等方法來強化鋁,這就得到了一系列的鋁合金。添加一定元素形成的合金在保持純鋁質輕等優點的同時還能具有較高的強度,σb 值分別可達 24~60kgf/mm2。這樣使得其“比強度"(強度與比重的比值 σb/ρ)勝過很多合金鋼成為理想的結構材料,廣泛用于機械制造、運輸機械、動力機械及航空工業等方面,飛機的機身、蒙皮、壓氣機等常以鋁合金制造,以減輕自重。采用鋁合金代替鋼板材料的焊接,結構重量可減輕50%以上。

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