苏联的铝锂合金

综述了苏联研制的铝锂合金系列,着重介绍了其中在合金成分和附加组元方面的特色以及稀土元素的系统研究和选择;提供了有关使用性能和工艺参数的数据,包括铝锂合金焊接性能的研究以及可焊铝锂合金的实际应用。对苏联的铝锂合金研究动向进行了初步归纳,其中包括铝锂合金树脂浸渍增强层压材料以及粉末冶金铝锂合金的研究。     

高韧性铝—锂合金

目前的铝—锂合金,虽然密度比常规的铝合金低,但在同样的强度条件下,却很少能有与之相对应的韧性。这一缺陷阻碍了铝—锂合金对常规铝合金的取代。最近研制出的4种有专利权的铝—锂合金,是想使其具有较高的抗应力腐蚀断裂(SCC)性能。在相似的强度条件下,它们也具有比工业用铝—锂合金或常规铝合金高得多的抗冲击能力。初步实验表明,这些合金的短的横切口(L-S切口)处断裂韧性和抗SCC性能与工业用铝—锂合金相比均有所提高。预计这种可能获得的突破会有助于航空航天工业中铝—锂合金对常规2000和7000系列铝合金的取代。     

轻型铝-锂合金的焊接

由于与相当强度的普通铝合金比较,铝中加入锂能降低密度,提高刚度,因而铝-锂合金在航天工业部门已引起了广泛的兴趣。本文对公开发表的焊接铝-锂合金的结构和性能资料做一简要的综述。概括了这类轻型合金用熔极氩弧、钨极氩弧、电子束和激光束焊接的特性。这些合金看来似乎易于熔焊,但易于产生气孔、裂纹、未熔透及接头强度系数低等问题。热处理对接头强度系数的影响也是很显著的。用激光焊接可以消除普通焊接方法带来的一部分问题。激光焊接表明,表面软化程度较低,不产生气孔,具有较高的接头强度系数。资料建议如要将铝-锂合金焊接结构迅速应用到许多工业部门,则必须集中研究性能评价的更综合更系统的方法。     

航空航天铝锂合金及其成形技术的研究现状和发展趋势

简述铝锂合金在航空航天领域的发展历程,归纳铝锂合金微合金化特点及性能。重点介绍超塑成形/扩散连接技术、搅拌摩擦焊、蠕变时效成形等铝锂合金构件的新型制造技术,并对铝锂合金在航空航天领域的发展趋势进行小结和讨论。     

有色金属

<正> 今年的有色金属技术预测包括铝、钛、镁、铜、镍、锌、铅及其合金方面的进展。处于铝技术最前面的是新型铝-锂合金。由于锂的加入,使合金的密度减小而刚度增加。所以,有人报导用这种合金制造某些飞机零件,可以减少重量百分之十五。 钛方面的显著进展是生产出高纯电解提纯钛,可用在电子仪器方面,制造出电子束精炼低夹杂含量合金,考虑用在航天部件上。     

铝锂合金的可焊性

与常规铝合金相比,铝锂合金刚度高、质量轻,因此铝锂合金用于飞机、航天飞行器的结构和火箭发动机壳体大有前途。但在实际制造过程中,有一部分结构需要焊接,而目前主要的焊接方法有气体钨电弧焊接(GTAW)和气体金属电弧焊接(GMAW),但是这些铝锂合金的可焊性程度如何呢?     

IM和RS／PM铝锂合金的界面力学阻尼

采用板片状试样的共振法，测定了同一成分的铸锭合金（ＩＭ）和快速凝固粉末冶金（ＲＳ／ＰＭ）铝锂合金的阻尼温度谱和频率谱。实验发现，在－１５０～＋４５０℃的测试温度范围内，ＲＳ／ＰＭ铝锂合金出现三个力学阻尼峰（分别在１２℃、２４０℃和４１０℃），并与此相对应地出现三次模量亏损；而ＩＭ铝锂合金则只出现两个阻尼峰。实验还发现，在１２～２４Ｈｚ的共振频率范围内，当频率较低时，ＲＳ／ＰＭ铝锂合金的阻尼远低于ＩＭ的；但当共振频率较高时，ＲＳ／ＰＭ铝锂的阻尼急剧增大。根据显微组织分析，讨论了存在于铝锂合金中的三类界面即相界、晶界和原始粉末颗粒间界（只存在于ＲＳ／ＰＭ合金中）对力学阻尼的影响。     

原子吸收法测定铝-锂合金中的锂

铝-锂中间合金中锂的含量一般在2%～5%之间,用原子吸收测定锂的方法也有报道[1],但方法较为复杂.本方法采用盐酸溶样,火焰原子吸收法直接测定,操作简便,方法准确、稳定.     

液态动压实铝-锂合金的轧制致密化与性能

研究了热轧对经液态动压实工艺制备的铝-锂合金致密化和力学性能的影响。结果表明,经45％～50％的压下量热轧后,液态动压实铝-锂合金可完全致密化,然后进一步轧制可使合金晶粒或亚晶粒细化,提高合金的力学性能。根据高温变形有利于弥合沉积组织的孔洞,低温变形有利于形成未再结晶织织,提出在高温下轧制使合金致密化,再在低温轧制以提高合金性能的工艺路线。     

铝锂合金的内耗研究

研究了铝锂二元和五元合金的内耗。采用倒扭摆法,测定了不同热处理和时效状态的铝锂合金在升温和降温过程中的内耗和剪切模量。测量频率为0.3～5.0Hz。观测到了铝锂二元和五元合金中各自不同的内耗峰(即晶界内耗峰,Ke Peak)。实验表明,与纯铝和传统的铝合金相比,铝锂合金葛峰的峰高值比较低,并且对应葛峰的温度较低。根据晶界粘滞性滑动模型,上述实验结果可以归因于溶质原子Li及其沉淀相δ′(Al_3~(?)Li)和凸(AlLi)对晶界滑动的阻尼。还对铝锂合金在不同热处理状态下的显微组织结构进行了透射电镜观察。     

应变速率对8090铝锂合金动能吸收能力的影响

采用分离式Hopkinson压杆技术,对8090铝锂合金T3态板材试样进行冲击压缩实验。获得不同应变速率对应试样的应力-应变曲线。对应力-应变曲线进行面积积分,研究应变速率对试样动能吸收能力的影响。结果表明:应变速率对8090铝锂合金试样动能吸收能力的影响显著,利用Origin7.0中的线性拟合工具获得应变速率ε.与动能吸收能力Q呈现线性关系:Q=-27.8+0.032 51×ε.。     

铝锂合金的快速冷凝粉末冶金

铝锂合金是较理想的航空结构材料,而快速冷凝新技术和粉末冶金相结合为进一步改善其机械性能开辟了新的途径。本文介绍了快速冷凝粉末冶金铝锂合金的生产、性能、研究现状和发展。     

双重封闭对铝锂合金阳极氧化膜耐蚀性的影响

为提高铝锂合金的耐蚀性,对铝锂合金进行阳极氧化,然后对阳极氧化膜进行双重封闭,与单一沸水封闭和单一铈盐封闭的效果进行比较.结果表明:单一封闭和双重封闭对阳极氧化膜厚度影响不大,但封闭前后的微观形貌明显不同.双重封闭后阳极氧化膜含有Al、O、S、Ce,表面平整度和致密性好于沸水封闭和铈盐封闭,其腐蚀电位最正,为-0.524 V,腐蚀电流密度最低,为2.83×10-7 A/cm2,阻抗模值|Z|0.01 Hz达1.05×104Ω·cm2,且腐蚀耐久性良好.双重封闭效果是沸水封闭和铈盐封闭效果的叠加,能更好改善阳极氧化膜形貌,孔洞和凹坑显著减少,有效阻隔腐蚀介质,使腐蚀阻力显著增大,更大程度提高铝锂合金表面阳极氧化膜的耐蚀性.     

有色金属的技术趋向

<正> 本部份预测的中心内容是有关铝、铜、钛和锌合金的发展概况。 铝——魏曼·戈登(Wyman-Gordon)公司评论:“铝-锂合金和铝粉末合金系列的成份即将被最终确定,以便为在宇航构件上更多地使用这些材料铺平道路”。 铜——预期将铜-镍合金衬板焊接于船壳的工艺将取得进展,从而促进这一技术的推广。这项技术还可用于海洋钻井平台的建造,使其免去经常清除寄生生物的麻烦,该技术是由国际铜合金研究协会主持开发的。     

铝锂合金疲劳裂纹萌生寿命和短裂纹扩展抗力

综述了近期国内外铝锂合金疲劳裂纹萌生和短裂纹扩展行为的研究进展,包括铝锂合金的热处理、微观结构、微观形变行为等与疲劳裂纹萌生寿命、短裂纹扩展抗力的内在联系,较详细论述了裂尖屏蔽理论。作者还用自己有关铝锂合金疲劳短裂纹扩展方向效应和非扩展倾向的研究结果,对该类合金疲劳裂纹萌生寿命、短裂纹扩展抗力与疲劳寿命不对应作出了理论解释。     

稀土元素Y对Al-Li-Cu-Mg-Zr合金抗氧化性能的影响

研究了稀土元素Y对Al-Li-Cu-Mg-Zr合金高温抗氧化性能的影响。结果表明,加Y和不加Y的合金氧化增重均符合y=kt~n+A规律,但加Y后,合金氧化增重明显减小,即Y改善了铝锂合金的高温抗氧化性能。     

航天飞机的新型铝锂合金外贮箱

航天飞机的新型铝锂合金外贮箱早在８０年代初设计自由号国际空间站时，就发现其重量超过了航天飞机的承载能力，因此需要减轻航天飞机的结构重量。ＮＡＳＡ采用马丁公司新研制的“Ｗｅｌｄａｌｉｔｅ”２１９５铝锂合金作为航天飞机外贮箱的材料。这种合金的成分中含有１...     

8091 铝锂合金锻造淬火件的组织与性能

探索了高温锻造淬火工艺对８０９１铝锂合金组织与性能的影响，并与胎模锻造以及胎模锻造加模压预变形工艺做了对比。结果发现，高温锻造淬火工艺能使８０９１铝锂合金获得良好的强韧性，并简化了成形工艺。     

降低铝-锂合金成本和提高材料的使用寿命

<正>根据Alcoa、Pittsburgh、Pa的报告,铝-锂合金2099能够得到较好的燃烧效果,减少二氧化碳的排放,同时降低成本,提高使用寿命和一系列航空器元件的可靠性。通过控制冶炼合金成分、煅烧和微观结构的工艺,铝合金2099样品提高了耐蚀性和抗裂性能。与其它合金制成的部件相比,它们抗疲劳的性能有所增强。     

5米级铝锂合金瓜瓣搅拌摩擦焊接工艺及组织性能研究

针对5米级铝锂合金箱底瓜瓣进行了搅拌摩擦焊接工程应用研究,探究了8mm厚2195-T8铝锂合金空间曲面长焊缝搅拌摩擦焊工艺特性,分析了接头组织性能。结果表明,选用圆锥螺纹+3个斜面结构的搅拌针,转速为300～500r/min,焊接速度为80～120mm/min,采用原位铣切、轨迹拟合、多点定位及正式焊工艺实现了2195铝锂合金瓜瓣高质量搅拌摩擦焊,接头成形良好,内部无缺陷,常温及-196℃低温条件下接头性能分别为抗拉强度406.5MPa、516.7MPa,延伸率6.6%、10%,达到母材性能的70%以上。