铝锂合金的性能特点及其在飞机中的应用研究

回顾了铝锂合金的发展历史,按时间顺序和性能特点将铝锂合金分成了三代,并重点介绍了第三代铝锂合金的优点和发展情况;分析研究了铝锂合金的性能特点与优势,指出提高铝锂合金性能的主要途径：微合金化、形变热处理、再结晶、在不同方向上拉伸或冷轧、减小变形量、改变弥散类型等;介绍了铝锂合金在国外先进飞机上的应用情况,为铝锂合金的应用提供参考;针对民用飞机,提出了铝锂合金的结构设计要求及方法。     

铝锂合金的发展、工艺特性及国外应用现状

按铝锂合金的发展阶段综述了其成分和性能特点,详细论述了二代铝锂合金各向异性产生的原因及解决方法;对铝锂合金在国外的应用进行了简要归纳,分析了铝锂合金今后的发展趋势.     

铝-锂合金的真空熔炼

 在ZG-25型中频感应真空炉中进行了铝-锂合金的熔炼与铸锭。真空度为66Pa。考察了普通石墨坩埚、氧化铝坩埚,以及氧化锌涂料、氮化硼涂料与铝-锂熔体的反应。抄到了在真空下控制铝-锂熔体中锂含量的方法。在不使用钛-硼细化剂的条件下,铸锭呈细小等轴晶组织,其成分均匀,夹杂物极少。真空熔炼可使合金中的氢、钾,钠等杂质含量显著地降低。     

铝锂合金机身壁板抗压能力对比

本文通过有限元计算及试验两种方法对比分析了铝锂合金蒙皮和挤压铝锂合金长桁组成的机身壁板与铝锂合金蒙皮和钣弯7000系列高强度铝合金长桁所组成的壁板的抗压能力。通过分析验证得到了两种机身壁板的抗拉承载能力,并比较出了两种壁板的抗压承载能力强弱。分析结果表明,铝锂合金蒙皮和挤压铝锂合金长桁组成的机身壁板抗压承载能力高于等截面的铝锂合金蒙皮和钣弯7000系列高强度铝合金长桁所组成的壁板。     

稀土铝锂合金的直流冲击波点焊

本文对稀土铝锂合金焊试验结果进行了分析，并与ＬＹ１２铝锂合金点焊接头的组织性能相比较，发现稀土铝合金点焊接头的拉伸及剪切强度低于ＬＹ１２铝锂合金，但是延性比高于ＬＹ１２，且其熔核的金相组织与ＬＹ１２不同。     

铝锂合金机身壁板拉伸承载能力对比分析

本文通过有限元计算及试验两种方法对比分析了铝锂合金蒙皮和挤压铝锂合金长桁组成的机身壁板与铝锂合金蒙皮和钣弯7000系列高强度铝合金长桁所组成的机身壁板的抗拉能力。通过分析对比得到了两种机身壁板的抗拉承载能力,并比较出了两种壁板的抗拉承载能力强弱。分析结果表明,铝锂合金蒙皮和挤压铝锂合金长桁组成的机身壁板抗拉承载能力高于等截面的铝锂合金蒙皮和钣弯7000系列高强度铝合金长桁所组成的壁板。     

2195铝锂合金弧焊技术研究现状

铝锂合金具有密度低、比模量高、比强度高、抗疲劳及腐蚀性能良好等特点,被认为是航空航天领域最有应用前途的结构材料之一。本文回顾了铝锂合金的发展历程,介绍了新一代2195铝锂合金的成分、组织结构及可焊接性,分析其焊接过程出现的主要问题,概述了国内外机构通过优化2195铝锂合金配用焊丝及弧焊工艺,改善接头组织结构及力学性能的研究工作,展望国内铝锂合金弧焊技术的发展趋势。     

铝锂合金焊丝合金系统研究

从降低焊缝热裂纹敏感性及提高接头强度系数两个方面出发，研制出新型铝锂合金ＴＩＧ焊焊丝合金，探讨了合金元素锂、镁、锆和铈等对８０９０铝锂合金焊缝凝固组织形态的影响及其与焊缝热裂倾向和接头机械性能的关系。     

铝锂合金疲劳行为及机理

 本文综述了铝锂合金疲劳的研究进展,包括铝锂合金的疲劳长裂纹、短裂纹、裂纹萌生、光滑和缺口疲劳强度、循环应变行为、过载反应、低温疲劳和腐蚀疲劳、铝锂合金与2000和7000系铝合金疲劳性能的对比、热处理工艺、微观结构、合金成分等对铝锂合金疲劳性能的影响等。     

工艺动态

铝锂合金在俄罗斯航空工业中的应用俄罗斯航空航天工业已在铝锂合金方面进行了多年的开发工作。本世纪８０年代初，当时的苏联就已将铝锂合金应用于飞机及火箭，提高了产品的性能，例如１４２０铝锂合金被用于米格－２９飞机的焊接结构机身油箱，１９８５年１４２０铝锂合...     

Al-Li-Mg-Si合金时效行为及力学性能的研究

研究了加入1. ７％ Ｌｉ对Ａｌ－Ｍｇ－Ｓｉ合金的时效析出行为及拉伸性能的影响,用Ｌｉ－ｖ 模型阐述了Ｌｉ使Ａｌ－Ｍｇ－Ｓｉ合金时效下行为发生转变的机制：Ｌｉ与空位优先结合,抑制了位错环的形成及Ｓｉ, Ｍｇ 原子的扩散和聚集,从而推迟和限制了Ｇ．Ｐ．区的形成,因此, Ａｌ－Ｌｉ－Ｍｇ－Ｓｉ合金中δ'相是主要强化相,Ｍｇ２Ｓｉ相只有经长时间的人工时效才能在基体中均匀析出。探讨了形变时效对Ａｌ－Ｌｉ－Ｍｇ－Ｓｉ合金组织和性能的影响,结果表明,时效前的预变形显著提高了Ａｌ－Ｌｉ－Ｍｇ－Ｓｉ合金的时效硬化速率和峰值强度,同样变形６０％ 的Ａｌ－Ｌｉ－Ｍｇ－Ｓｉ合金与不含Ｌｉ的合金相比,具有相近的强度和延伸率,但前者具有较低的密度和较高的弹性模量,因此,Ａｌ－Ｌｉ－Ｍｇ－Ｓｉ合金表现出良好的应用前景。     

预变形对铝锂合金强度和韧性的影响

研究了时效前预变形对铝锂合金强度和韧性的影响,分析了时效前的预变形使冲压体件强度和塑性提高的原因。结果表明：铝锂合金2090与时效处理相匹配的最佳预变形量为5%～10%;而对于Mg/Cu=0.4的8090,其预变形量以6%～8%为佳;对于Mg/Cu=0.8的8090,其预变形量以2%～6%为佳。     

时效对快速凝固铝锂合金组织和性能的影响

研究了时效对快速凝固Ａｌ—３．２Ｌｉ—１．２Ｍｇ—０．３Ｃｕ—０．２Ｚｒ合金拉伸性能和微观组织的影响。结果表明,低温长时间时效达到接近峰值状态,合金的综合性能优于高温短时间时效达到峰值状态的综合性能。合金中主要强化相为δ＇（Ａｌ３Ｌｉ）相,Ｃｕ、Ｍｇ起固溶强化。合金中Ｚｒ主要以亚稳态的Ａｌ３Ｚｒ存在,并同时与δ＇相形成（δ＇／Ａｌ３Ｚｒ）相。文中讨论了影响合金塑性的因素,指出界面析出相是快速凝固Ａｌ—Ｌｉ合金中值得重视的问题。     

Gd-Tb二元稀土基非晶合金（Gd-Tb）-Al-Co的非晶形成能力及热稳定性

采用铜模铸造法制备Gd-Tb二元稀土基非晶合金(Gd-Tb)-Al-Co。确定(Gd-Tb)-Al-Co合金系的非晶形成区域及非晶形成能力。利用差示扫描量热仪对非晶合金的热稳定性以及合金的熔化和凝固过程进行研究。结果表明,Gd-Tb二元稀土基合金(Gd-Tb)-Al-Co的非晶形成能力远大于单元稀土基合金Gd-Al-Co或Tb-Al-Co的非晶形成能力。在(Gd-Tb)-Al-Co合金中,高非晶形成能力合金位于共晶点附近,非晶形成能力最好的合金(Gd0.5Tb0.5)55Al25Co20位于陡峭的液相面一侧,其临界直径(dc)可以达到5mm。与Gd55Al25Co20和Tb55Al25Co20合金相比,原子尺寸相似的Gd和Tb两个稀土元素降低相应合金的凝固温度,提高液相的稳定性,从而提高合金的非晶形成能力。     

铝锂合金及其在航天工业上的应用

综述了铝锂合金发展的三个阶段及三个阶段铝锂合金的性能特点。重点阐述了Cu、Li等主合金元素以及Mg、Ag、Zn、Mn、Sc、Zr、In和稀土Ce等微合金化元素在第三代铝锂合金中的合金化作用;这些微合金化元素可改变合金中原有析出相的尺寸、形状、分布,或促使新的强化相析出,也可以细化晶粒、控制再结晶。总结了铝锂合金在航天工业中的应用实践及在将来的应用计划。     

Zr对Al-Li合金热轧板材的再结晶温度、各向异性和织构的影响

研究了Zr元素对Al Li二元合金热轧板内织构、各向异性以及再结晶温度的影响 ,发现微量的Zr(0 .0 8% )即可起到抑制再结晶的作用 ,Zr含量增加 (0 .14% )时 ,热轧板材的组织细化 ,合金的强塑性提高。从实验结果还可以看出 ,Al Li二元合金的各向异性除受材料内部的晶体学织构影响外 ,其他因素 (如合金内第二相粒子的特性 )的影响也很大     

低Zn、高RE含量Mg－Zn－Zr－RE合金的相组成

 研究了低Ｚｎ、高ＲＥ含量Ｍｇ－Ｚｎ－Ｚｒ－ＲＥ合金的铸态相组成。在含高品位Ｙ的合金中,稀土相由晶界片状Ｘ相和晶内弥散分布的方形Ｍｇ＿（２４）Ｙ＿５相组成,并确定晶界片状Ｘ相为１８Ｒ调制结构,调制周期为０．２６ｎｍ。在含混合稀土的合金中,稀土相由Ｍｇ＿（１２）ＲＥ和晶内弥散分布的Ｍｇ＿（２４）Ｙ＿５相组成。分析表明,与ＭＢ２５合金相比,晶粒细化、稀土相的晶界强化和弥散强化可能是低Ｚｎ、高ＲＥ含量Ｍｇ－Ｚｎ－Ｚｒ－ＲＥ合金的强化原因。     

1.0 wt% Li对Al-Zn-Mg-Cu合金析出相的影响(英文)

Microstructure control always plays a key role in enhancing properties of high-strength Al alloys. Attempts to improve the microstructure of 7000 series alloys by addition of 1.0 wt% Li have been made for a long time, but unsystematically. This article compares the microstructural features of 1.0 wt% Li-containing A1-Zn-Mg-Cu alloy with those of Li-free Al-Zn-Mg-Cu alloy by using differential scanning calorimetric （DSC） techniques, Vickers microhardness and transmission electron microscopy （TEM）. The results show the dominance of Guinier Preston （GP） zones, η＇ or η phases in 1.0 wt% Li-containing Al-Zn-Mg-Cu alloy, and confirm the capability of Li to retard the rate of precipitates growth and coarsening.     

Ti基钎料中添加混合稀土对TC4合金钎焊性能的影响

通过对钎料综合性能的对比,研究了混合稀土的添加对Ti-Zr-Cu-Ni系合金钎料性能,以及对真空钎焊TC4母材的钎缝的组织特征和机械性能的影响。研究结果表明:添加适当含量的混合稀土的钎料熔点降低,润湿性好,钎焊TC4的力学性能好,混合稀土的含量不应超过5%。     

Al-Li合金中超点阵相的研究

 用常规透射电子显微术(TEM)、高分辨电子显微术(HREM)、点阵象模拟和动力学衍身模拟技术研究了Al-2.54Li-1.24Cu-1.01Mg-0.13Zr(AA8090)中的超点阵相。结果证实了Al_3Li和Al_3Zr相的晶体结构符合Silcock提出的模型,并发现,Al-Li-Cu-Mg-Zr合金中同时存在Al_3Zr、Al_3Zr相和Al_3Li/Al_3Zr共生体。在纯二元Al-Li合金中,Al_3Li相主要在淬火过程中调幅分解;在多元合金中,Al_3Li相以第二相质点为核心的析出也是一种重要的形式。