فناوری مواد آلیاژ آلومینیوم هوانوردی

سناریوی استفاده نهایی از آلیاژ آلومینیوم به طور مستقیم با کل فرآیند تولید مرتبط است و سناریوهای کاربردی مختلف به کنترل فرآیند فرآیند تولید، یعنی فرآیند پردازش بستگی دارد.

01، فرآیند تولید پروفیل اکستروژن آلیاژ آلومینیوم با مقاومت بالا

آلیاژ آلومینیوم با استحکام بالا دارای اشکال مختلفی در فرآیند کاربرد است، عمدتاً پروفیل های آلومینیومی، صفحات آلومینیومی، پودر چاپ سه بعدی و اشکال دیگر. در میان آنها، پروفیل های آلیاژ آلومینیوم دارای ویژگی های عالی مانند وزن سبک، استحکام بالا و فرآیند جوشکاری بالغ هستند.آلومینیومپروفیل ها را می توان به طور گسترده به عنوان قطعات تحمل سازه ای بزرگ در زمینه های حمل و نقل هوایی و ریلی استفاده کرد. فرآیند تولید پروفیل‌های آلومینیومی عمدتاً از فرآیند قالب‌گیری پیوسته پالتروژن برای بهبود راندمان تولید و جهت گیری پیش تنیدگی برای بهبود خواص مکانیکی پروفیل‌ها استفاده می‌کند. در فرآیند اکستروژن پروفیل های آلومینیومی، در روش اکستروژن پیوسته با سیکل های اکستروژن متعدد، یک رابط بین دو بیلت اکستروژن مجاور تشکیل می شود که باعث می شود طول امتداد رابط در پروفیل افزایش یابد، زیرا جوش عرضی تاثیر زیادی بر روی آن خواهد داشت. عمر مفید پروفیل های آلومینیومی که منجر به کاهش شدید عمر خستگی می شود.

02، فرآیند عملیات حرارتی

عملکرد جامع مواد آلیاژ آلومینیوم برای بهبود نسبت ترکیب مواد، تا حد زیادی به پارامترهای فنی فرآیند در کنترل فرآیند تولید بستگی دارد، روش عملیات حرارتی مناسب می تواند عملکرد جامع مواد آلیاژ آلومینیوم را تا حد زیادی تحت تاثیر قرار دهد، بنابراین برای عملکردهای مختلف الزامات آلیاژ آلومینیوم باید فناوری عملیات حرارتی مناسب برای بهبود عملکرد جامع مواد آلیاژ آلومینیوم ایجاد شود.

با استفاده از فرآیند بازپخت همگن کننده در دمای بالا برای تصفیه آلیاژ آلومینیوم، فاز تقویت پیری و فاز غیر تعادلی باقیمانده را می توان به صورت جامد در ماتریس تا حداکثر میزان حل کرد و توزیع یکنواخت آنها می تواند غلظت محلول جامد را پس از محلول جامد افزایش دهد و به دست آورد. اثر بهبود تقویت پیری. در عین حال، با توجه به فرآیند عملیات حرارتی ترکیبی آهنگری های آلیاژ آلومینیوم بزرگ، یعنی تغییر شکل گرم، همگن سازی دمای متوسط ​​متوسط ​​و فرآیند درمان محلول دمای بالا، کل طراحی پارامتر فرآیند عملیات حرارتی می تواند استحکام را بهبود بخشد و عملکرد خوردگی تنش را بهبود بخشد. .

عمومیجامد آلیاژ آلومینیومفرآیند تصفیه محلول به دو نوع تقسیم می شود: درمان محلول جامد معمولی و درمان محلول جامد مرکب، که درمان محلول جامد مرکب به تقویت محلول جامد و درمان پیش از رسوب در دمای بالا اشاره دارد. در مرحله اولیه ریخته‌گری شمش، فرآیند بازپخت همگن‌سازی عملیات دمای معمولی و عملیات دمای پایین می‌تواند رسوب عناصر انتقالی را کنترل کند و عناصر انتقال اثر بازدارندگی آشکاری بر تبلور مجدد دارند که می‌تواند اثر تقویت زیرساخت آلیاژ را به یک آلیاژ بهبود بخشد. تا حد معینی، و سپس چقرمگی شکست و مقاومت در برابر خوردگی تنش آلیاژ را بهبود می بخشد و به طور موثر ناهمسانگردی مواد را تضعیف می کند.

عملیات پیری در عملیات حرارتی آلیاژ آلومینیوم با استحکام بالا نیز نقش مهمی در عملکرد آلیاژ آلومینیوم ایفا می کند و سه شکل اصلی درمان پیری، پیری پیک، پیری دوقطبی و واکنش رگرسیونی وجود دارد. هدف از توسعه درمان پیری این است که آلیاژ آلومینیوم استحکام بالاتر، چقرمگی بالاتر، مقاومت در برابر خوردگی و مقاومت در برابر خستگی و سایر خواص جامع بالا را ایجاد کند، توسعه حالت عملیات حرارتی در امتداد جهت T6 تا T73 تا T76 تا T736 تا T77 است. ، درمان پیری از اوج رشد پیری به پیری بیش از حد و سپس بازگشت به درمان پیری مجدد برای رشد متوالی است.

درجه حرارت و زمان پیری بر تأثیر تقویت پیری تأثیر دارد. فرآیندهای مختلف تصفیه پیری می توانند مستقیماً بر استحکام کششی، استحکام تسلیم، ازدیاد طول و درجه خوردگی بین دانه ای آلیاژ آلومینیوم تأثیر بگذارند. در اوایل سال 1989، Alcoa اولین مشخصات فرآیند تصفیه RRA را با نام وضعیت عملیات حرارتی T77 ثبت و اعلام کرد، که همچنین اولین کاربرد صنعتی مشخصات فرآیند عملیات حرارتی است، این مشخصات فرآیند می تواند به عنوان عملیات حرارتی استفاده شود. راهنمای عملیات فرآیند برای آلیاژ آلومینیوم 7150. صفحه ضخیم آلیاژ آلومینیوم 7150 و قطعات اکسترود شده تولید شده توسط این فرآیند به طور گسترده در هواپیماهای حمل و نقل نظامی C{4}} استفاده می شود. در چین، فناوری کلیدی آلیاژ آلومینیوم با کارایی بالا با استفاده از فناوری عملیات حرارتی T77 هنوز در مرحله توسعه است و صنعتی نشده است.

فرآیند عملیات حرارتی همچنین شامل عملیات حرارتی تغییر شکل است، عملیات حرارتی تغییر شکل از طریق ترکیب تغییر شکل ترموپلاستیک و فرآیند عملیات حرارتی انجام می‌شود، استفاده از عملیات حرارتی تغییر شکل می‌تواند برای بهبود توزیع فاز بارش انتقال و ساختار خوب آلیاژ در داخل استفاده شود. ، عملیات حرارتی تغییر شکل معقول می تواند باعث شود آلیاژ آلومینیوم استحکام و چقرمگی و مقاومت در برابر خوردگی بالاتری به دست آورد. فرآیند عملیات حرارتی تغییر شکل در اوایل سال 1981 پیشنهاد شد که عمدتاً در آلیاژهای ساختاری هوافضا استفاده می شود. عملیات حرارتی تغییر شکل تأثیر آشکاری بر بهبود خواص مکانیکی آلیاژهای 7050 و 7475 دارد.

در چین، تنها بیش از 100 نوع فرآیند عملیات حرارتی آلیاژ آلومینیوم وجود دارد، و هنوز فاصله زیادی با بیش از 370 نوع کشور خارجی وجود دارد. ما باید توسعه فرآیند عملیات حرارتی را افزایش دهیم و فاصله فناوری عملیات حرارتی پایه آلیاژ آلومینیوم را در کشورهای توسعه یافته کوتاه کنیم.

03، فرآیند چاپ سه بعدی آلیاژ آلومینیوم با مقاومت بالا

توسعه فناوری فرآیند کم‌هزینه، با راندمان بالا و خودکار فرآیند آلیاژ آلومینیوم با استحکام بالا توجه هوافضا را به خود جلب کرده است و فناوری چاپ سه بعدی آلیاژ آلومینیوم یا آلیاژ تیتانیوم در مقیاس بزرگ کانون توجه فعلی هوافضا است. فناوری چاپ سه بعدی، به عنوان یک فناوری استراتژیک آینده نگر در چین، نقشی حیاتی در توسعه کاربردهای مهندسی ایفا می کند.

اگرچه در زمینه هوافضاآلیاژ آلومینیومکاربردهای زیادی دارد، اما فرآیند واقعی کاربرد در مقایسه با آلیاژ تیتانیوم و مواد کامپوزیت دارای اشکالات خاصی است، مانند آلیاژ آلومینیوم در معرض بیش از 160 درجه در اعمال خواص مکانیکی و مقاومت در برابر خوردگی، خواص خستگی کاهش می یابد و با افزایش استفاده از زمان نرم و پیر می شود. بنابراین، برای بهبود عملکرد جامع آلیاژ آلومینیوم در شرایط سخت کاری باید کارهای زیادی انجام شود.

از طریق بلوغ مداوم فناوری چاپ سه بعدی، توسعه پودر آلیاژ آلومینیوم با استحکام بالا نیز ادامه دارد و مواد آلیاژ آلومینیوم جدید همچنان ظاهر می‌شوند و به نوسازی عملکردهای جدید ادامه می‌دهند. به عنوان مثال، Amaero HOT Al، نوع جدیدی از آلیاژ آلومینیوم که به طور مشترک توسط Amaero و دانشگاه Monash در استرالیا ساخته شده است، می تواند پس از پرینت سه بعدی به پایداری طولانی مدت در دمای 260 درجه سانتیگراد دست یابد و سپس به عملیات حرارتی و سخت شدن سن ادامه دهد. توسعه مواد تجاری جدید آلیاژ آلومینیوم با مقاومت بالا برای انطباق با فرآیند چاپ سه بعدی برای دستیابی به عملکرد هوشمند تولید آلیاژ آلومینیوم شکل قابل کنترل و بسیار پیچیده به روند اصلی توسعه آینده تبدیل شده است. چشم انداز توسعه چاپ سه بعدی آلیاژ آلومینیوم را می توان انتظار داشت که عمدتاً در زمینه های هوافضا و نظامی استفاده می شود.