美国铝业公司建成世界最大铝-锂合金厂

<正>铝-锂合金在航空航天器制造中获得应用,并且将成为下一代飞机主要结构材料之一,为了满足这个即将来临的高新技术市场的需求,美国铝业公司计划在2017年以前投资100 M美元扩大其在世界各地的铝-锂合金生产能力。生产铝-锂合金材料的关键技术与工序是熔炼-铸造,因此,扩大其生产能力实际上就是扩大熔炼-铸造生产能力,铝-锂合金半成品的其他生产工艺流程与热处理可强化的2×××系合金及7×××系合金的相同,仅具体工艺参数有所不同。     

新材料在航空中的应用

<正> 航空事业的高速发展,对飞机的性能、安全性和成本等提出了越来越高的要求,原有的材料已经不能满足需要,80年代以来,一些性能优越的材料在航空领域中独领风骚。 铝锂合金 铝锂合金属于超轻型合金,它的突出特点是密度低,高强度,高模量,高刚度,此外,它还有低的疲劳裂纹扩展速率和低温韧性,并有较好的耐蚀性、焊接性。用铝锂合金取代普通铝合金制造的飞机,结构重量可减轻10％～20％,一架波音747—200可减轻5t。 铝锂合金在美国的F—15B、前     

第一次国际铝—锂合金会议

第一次国际铝-锂合金会议在1980年5月19-21日在美国佐治亚洲石头山城召开.会议有各大学和工业界的科学家和工程师,其中包括材料加工厂、飞机制造厂、美国海军和空军的代表,约80人参加,开了两天半,讨论了铝-锂合金生产、设计和使用中的有利之处、存在的问题和可行性.Al-Li-X合金由于具有低比重和高弹性模量的良好结合可做刚度要求严格的飞机部件,因而变成了引人注目的合金.目前,由于它的延性和韧性低.在使用上受到限制.     

世界铝-锂合金工业概要及中国与它们的差距

简要回顾世界铝-锂合金工业的发展历程,全面阐述了其发展现状。美国、俄罗斯、法国是当今铝-锂合金研究、生产、应用大国与强国。中国在铝-锂合金研发与材料生产方面与发达国家相比有三四十年的差距。2015年全世界铝-锂合金材料的生产能力约35kt/a,中国的生产能力还不到3kt/a.     

铝-锂合金的发展现状

向铝中添加锂既能降低合金的密度,又能提高弹性模量,因此铝-锂合金是-种性能比较理想的航空结构材料。美国、西欧国家和苏联积极发展铝-锂合金。铝-锂合金的研究历史已经很久了,早在20年代初期联邦德国就出售过铝-锂合金产品。1957年美国铝业公司第一个研制了添加1.2％Li的Al-Cu-Li系2020合金。2020合金与高强铝合金7075相比,强度相当,密度低、刚度高(分别降低3％和提高8％),1958年以后美国海军用该合金作Navy RA-5C侦察机主翼的上下蒙皮,代替7075合金,使该部分材料的重量减轻6％。但由于2020合金的韧性低,特别是缺口敏感性高,在生产工艺中还存在一些问题,所以1966年以后在飞机上没有被采用,1969年便停止了生产。60年代苏联也研制了类似2020合金的低密度、高刚度BA23合金及Al-Mg-Li系1420合金。我国对铝-锂系合金的研究起步比较晚,60年代研制了S141合金,对合金成分、加工工艺及热处理制度作了详细的研究,1985年进行了技术鉴定。作为现在研究目标的低密度、高刚度合金,要求此以前合金的密度低7％以上。因此,锂的添加量要比2020合金的1.2％多,必须添加2～3％。在解决熔铸和加工工艺方面问题的同时,必须提高韧性。     

铝—锂合金应用的现状与前景

铝-锂合金是在开发更轻的飞机结构材料过程中应运而生的,五年前就已达到批量供应能力,但直到目前,还没有达到原来预期的那样应用规模,有待于作进一步的开拓工作,把它推上一新台阶。材料生产企业目前期待着大型客机生产公司能在新型飞机上使用这类合金,从而推动这种高技术合金向前发展。 70年代后期,材料科学工作者与航空部门     

日本采用融盐电解法制取Al-Cu-Li三元中间合金

铝-锂合金具有低的密度、高的弹性模量和强度,是一类大有发展前途的正在试用的航空航天材料。但是以纯金属锂的形式熔炼铝-锂合金时,一则要求锂很纯,有害杂质特别是钠的含量应很低,二则锂是一种化学活性很高的元素,给生产与保管带来很大困难。如以铝-锂中间合金或铝-铜-锂三元中间合金的形式添加锂,则就方便得多了。     

最轻的金属——锂

<正> 锂是一种银白色的软金属,密度只有铝的1/5,是所有金属中最轻的金属,加上具有其它的优异性能,因此在工业生产等领域有着广泛的用途。 铅加入锂制成的铅锂合金,也叫巴比轴承合金,是一种高级的耐磨材料。铝锂和镁锂合金,既轻又硬,耐磨,加工性能好,而且抗低温,又能抵抗高速粒子冲击等,已用作卫星、宇宙飞船和飞机的结构材料。美国生产的镁     

铝锂合金焊接技术的研究现状

铝锂合金作为一种低密度、高性能的新型结构材料已被应用于航空航天及轨道交通等领域,铝锂合金的焊接技术更是其在航空航天等工业构件中获得广泛应用的关键。近年来,铝锂合金的焊接技术也在迅速发展。综述了可焊铝锂合金目前的主要焊接方法、焊接研究进展、特点及其适用性等。与传统弧焊方法相比,新型固相连接技术搅拌摩擦焊接头性能更好,有望在铝锂合金焊接上获得广泛应用。     

铝锂合金的搅拌摩擦焊及其改型工艺研究进展

铝锂合金拥有较高的比强度和比刚度以及高损伤容限，且耐蚀性好、低温疲劳性能优异，是航空航天、轨道列车等领域实现构件轻量化的理想结构材料之一。搅拌摩擦焊是高强铝锂合金焊接成形的优选方法之一。首先探讨了铝锂合金熔化焊接的特点及难点，然后分析了铝锂合金的搅拌摩擦焊接的研究现状及挑战，随后讨论了国内外学者对铝锂合金搅拌摩擦焊接改型工艺的相关研究进展，最后对铝锂合金搅拌摩擦焊接的未来研究方向进行了展望。     

评铝—锂合金断裂韧性测试方法

本文对铝-锂合金断裂韧性的多种测试方法进行了比较和分析.建议采用Kahn型撕裂试验来研究铝-锂合金的断裂韧性.因为所需试样小,操作方便,而且测得的单位面积裂纹扩展能对材料断裂性能敏感,可适用于各种不同强度、韧性水平的材料性能测试,并与平面应变断裂韧性参数K_1c存在相当精确的关系.     

Al-Li合金—减轻飞机重量的新希望

为了提高军用及商用飞机的燃料效率和满足其性能要求,人们一直在研制各种新的材料系,挖潜的主要方面是减轻飞机结构重量。虽然新材料系,如有机基体复合材料,能大大减轻飞机结构重量,但也存在着一些问题,如研制费用高等。用铝-锂合金直接代替现在使用的材料可直接减轻重量,当用在新的飞机设计中时,重量减轻得就更多。据说这些重量的减轻已达到了复合结构的要求,而无需采用新的加工工艺     

铝-锂合金废料的回收与再生

铝-锂合金主要是指w(Li)≤2.6%的2×××系合金与w(Li)≤2.8%的5×××系合金,而以锂为第一合金元素的铝-锂合金只有8024、8090、8091、2093等少数合金。虽然早在20世纪20年代初德国就研制成名为Sckron的含锂的铝合金,但铝-锂合金的真正有效应用是20世纪60年代以后,现在它们已在航空航天器上获得成功应用,因此如何回收、处理与再生利用其废料是亟待解决的问题。铝-锂合金废料的熔炼不同于常规废铝的熔炼,关键是不易控制杂质,特别是钾与钠的含量。目前再生处理铝-锂合金的工艺有4种:提取纯锂;提取锂化物;处理成为另一种铝-锂合金;处理成为原种铝-锂合金。     

铝锂合金搅拌摩擦焊研究现状

铝锂合金具有低密度、高比强度和比刚性、优良的低温性能、良好的耐腐蚀性能和超塑性等优点,是理想的航空航天结构材料。搅拌摩擦焊作为一种新型的固相连接方法,应用于铝锂合金焊接时展现出制造成本低、环境污染小和接头力学性能好等一系列优点。为进一步提升搅拌摩擦焊在铝锂合金焊接领域的应用,文章从铝锂合金搅拌摩擦焊接头组织性能方面的国内外研究现状进行了综述,并对未来铝锂合金搅拌摩擦焊的研究方向进行展望。     

铝锂合金的搅拌摩擦焊研究进展

铝锂合金具有较高的弹性模量和比强度,在航空航天结构材料中具有独特的优势,而连接工艺技术成为其进一步扩大应用的关键。搅拌摩擦焊作为一种固相连接过程,为铝锂合金提供了完美的焊接解决方案,是未来铝锂合金连接方法的一个主要发展方向。综述了国内外铝锂合金搅拌摩擦焊研究现状,揭示了接头焊核区、热机影响区和热影响区晶粒组织和析出相的微观特征,以及硬度分布特点,总结了各种铝锂合金搅拌摩擦焊接头性能数据。     

中国首套铝锂合金大型锻件下线

日前,中国首套应用于航空航天等高端领域的大直径铝锂合金棒材及管材(锻件),在河北宏润核装备科技股份有限公司挤压完成并成功下线。铝锂合金作为第三代铝基材料,相对于第一、二代铝基材料,质量减轻,强度及弹性模量显著提升,将逐步替代我国一代铝镁合金和二代铝铜合金。此前,铝锂合金大型锻件只有美国和俄罗斯具备较为成熟的生产制造能力,该铝锂合金材料的成功挤压,为中国铝锂合金行业发展及轻量化产业发展奠定了基础。     

高性能铝锂合金的研究进展及其应用

铝锂合金具有良好的比强度、比刚度和抗疲劳性能,在航空航天领域得到了广泛的应用,已成为近期研究的热点。梳理了铝锂合金的开发历程和典型应用,介绍了铝锂合金在材料设计、制备和加工成型等领域的研究进展,并展望了铝锂合金应用前景和发展趋势。     

2195铝锂合金平面应变热压缩行为

2195铝锂合金被认为是航空航天领域的理想结构材料,但对其热变形行为的研究却相对较少。本工作通过平面应变热压缩试验,研究了2195铝锂合金的热变形行为,变形温度为400~500℃,应变速率为0.01~10 s~(-1)。研究表明,材料变形呈稳态流变特征,随变形温度增高和应变速率降低,流变应力逐渐减小,合金具有正应变速率敏感性。建立了2195铝锂合金材料本构方程,其激活能值为214.937 k J/mol。通过分析加工图,得到材料的适宜加工区为应变速率接近0.01 s~(-1),温度为475~500℃。最后通过分析动态软化过程中的应力规律,得到了材料软化机制判定方程。     

铝-锂合金废料的回收与再生利用铝-锂合金废料的回收与再生利用

铝-锂合金主要是指含锂≤2.6%的2XXX系合金与含锂≤2.8%的5XXX系合金,而以锂为第一合金元素的铝-锂合金只有8024、8090、8091和2093等少数合金。虽然早在20世纪20年代初,德国便研制成功名为Scleron含锂的铝合金,但铝-锂合金的真正有效应用是在60年代后。现在,它们已被成功地应用到航空航天器上,因此,如何回收、处理与再生利用其废料是目前亟待突破的瓶颈。     

高强铝合金材料的超声检测

铝锂合金是密度较小、强度较刘,且具有可焊接特性的新型先进铝合金宇航结构材料。通过超声检测,发现了铝锂锻件与铝合金超声特性的差异。试样解剖证实了该系合金锻件内存在不同形式的夹杂物,主要呈线状或条状分布。