航天用高性能金属材料的新进展

航天技术发展推动着高性能金属材料的进步。本文对航天用高性能铝合金（包括铝锂合金）、钛合金、铍合金、超高强度钢、高温合金、钛铝金属间化合物的新进展作简略介绍。     

高性能铝合金的新发展

以波音777选用的新型超高强度7055和高韧性C188合金为例,评述了现代高性能铝合金的最新发展动态,并介绍了7055及C188合金的研制背景、性能特点和应用前景。     

先进粉末轻合金的应用研究情况

先进粉末轻合金的应用研究情况粉末铝合金１９９３年２月７日至１０日在美国加州召开了第３届航空航天、国防及重要行业用的粉末冶金会议，会上美国陆军研究中心介绍了粉末铝合金发展情况。该中心正在鉴定３种高温铝合金，它们是ＡｌｌｉｅｄＳｉｇｎａｌ公司的８００９合...     

俄罗斯的航空用铝合金的发展及其历史经验（一）

介绍俄罗斯航空用铝合金的现状并对其在2001～2015年期间的发展进行了预测，同时总结了高强度铝合金及铝锂合金成功应用的历史经验。     

俄罗斯的航空用铝合金的发展及其历史经验(二)

介绍俄罗斯航空用铝合金的现状并对其在２００１－２０１５年期间的发展进行了预测，同时总结了高强度铝合金及铝锂合金成功应用的历史经验。     

一种新型超高强度铝合金

近几年来,东北轻合金加工厂研究所,在美国7075铝合金的基础上,研制成功一种综合性能更好的新型超高强度变型铝合金——152合金。通过大量试验研究工作,确定152合金的最佳化学成份如下:5.1—6.1％Zn,2.1—     

高强度铝合金的多级时效处理及其组织特征

通过对ＬＣ４－ＣＳ合金时效过程研究，提出将合金基体沉淀与晶间析出同时固定在时效沉淀序列的不同阶段上的原理和方法，从而确定出高强度铝合金的三级时效处理工艺，得以在基本保证合金的高强度条件下，大幅度提高其抗应力腐蚀和疲劳性能，适用于提高完全时效状态的薄壁高强度铝合金零件的使用寿命与安全性。     

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。     

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。     

用A356.0热处理工艺提高ZL101的性能

近年来我厂进行高强度铝合金石膏型精密铸造研究,使用美国高强度铸造铝合金A356.0。其成分与我国ZL101基本相同。通过对A356.0合金热处理的系统试验后,我们感到ZL101的性能没有充分发挥。通过用A356.0工艺热处理ZL101合金,使其机械性能有相当大的提高。 A356.0和ZL101成分见表1。     

先进铝锂合金的特点及其在民用飞机上的应用

航空产品通常对其重量有严格要求,当前最有效的减重方法是发展低密度材料。介绍低密度、高强度且具有良好损伤容限特性的铝锂合金材料;通过其与常规铝合金、先进复合材料的性能对比和权衡研究,重点分析第三代先进铝锂合金的性能特点及其在民用飞机上的应用;给出铝锂合金国产化应用建议。研究结果可作为民用飞机设计选材和减重优化的参考和借鉴,有助于铝锂合金材料的推广应用。     

高纯化对Al-Zn-Mg-Cu系高强铝合金性能的影响

通过对低纯7A04和高纯7B04合金静强度、疲劳性能、断裂韧性等性能和金相组织对比研究,探讨了高纯化对铝合金性能的影响作用.结果表明,降低Fe和Si杂质含量,对合金的拉伸强度和疲劳性能影响不大,但可明显提高其KIC和KISCC性能.     

喷射成形7055铝合金热变形行为模拟

为研究喷射成形7055铝合金的热变形行为,在应变速率为0．001～5 s －1、变形温度为300～450℃、工程应变量为50％条件下,在 Gleeble-3500热-力模拟试验机上进行热压缩实验。结果表明：喷射成形7055铝合金的流变应力随应变速率的增大而增大,随变形温度升高而减小。在应变速率为5s －1时由变形热引起的温升达25℃,经修正流变应力比实测值增高20 MPa。采用包含 Z 参数的 Arrhenius 双曲线正弦本构方程可准确描述喷射成形7055铝合金的热变形流变应力行为,变形激活能为146．91 kJ·mol －1。所建本构方程的平均相对误差（Er ）为2．89％,说明可准确预测喷射成形7055铝合金的热变形流变应力。     

原位合成TiC颗粒强化铝合金组织与性能

采用铝系合金2A14（LD10）作为母合金，利用原位合成法制备了TiC颗粒弥散强化铝基材料。显微组织观察表明，合金中的TiC颗粒呈等轴状，尺寸约为1～3μm。加入TiC颗粒后，合金铸态组织显著细化，室温抗拉强度和屈服强度得到一定程度提高，但塑性下降。150℃时，合金的拉伸性能变化随TiC加入量增加而变化的规律与室温相似。合金中TiC颗粒的引人大大提高了合金的耐磨性能。在油润滑条件下，TiC／2A14材料的耐磨损体积远远优于其母合金以及其他典型的金属耐磨材料，如耐磨黄铜、ZA30锌基合金和Al—30Si高硅铝合金。     

铝锂合金研究进展及发展趋势

铝锂合金历经三代发展,形成了完善的材料谱系,具有高比强度、高比韧度、高耐损伤的特点,是一种具有替代传统铝合金潜力,高减重效益的轻质合金,被认为是21世纪飞行器和舰船理想的结构材料。本文回顾了铝锂合金的发展历程,介绍了铝锂合金的成分设计思路、主要制备方法、先进应用技术等方面的研究进展,梳理了铝锂合金的发展趋势,指出成本较高是制约铝锂合金进一步大规模应用的主要问题,提出完善铝锂合金产品类型,开展抗疲劳、耐损伤、低密度铝锂合金研制,研究铝锂合金大型零件的整体制造技术,开发开展铝锂合金时效成形技术,激光焊、搅拌摩擦焊等先进连接技术等应用研究方向。     

Al—7%Si合金综合处理及其力学性能的研究

在有效的熔体处理基础上，对Al-Si合金进行适当的微合金化处理，可明显提高Al-Si合金的力学性能，本文通过对Al-7%Si合金精炼，细化，变质处理后，加入Mg,Zr ,V等元素，使合金力学性能大幅度提高。     

Mechanical Properties and Microstructure of In Situ TiB_2-7055 Composites

In order to fabricate a kind of high strength particulate reinforced aluminum-matrix composites, the high strength aluminum alloy 7055 was selected as a matrix. Composites reinforced with varying amounts of TiB2 particles were synthesized using the in situ method, and their mechanical properties and microstructure were analyzed. It is found that the in situ TiB2 particles sized from 50 to 400 nm uniformly disperse in the matrix. With the weight fraction of TiB2 particles increasing, the elastic modulus as well as the yield strength and the ultimate tensile strength increase, while the ductility decrease. The improvement of strength could be attributed to good bonding between TiB2 and the matrix, and also the TiB2 particles act as a barrier to dislocation.     

Mechanical Properties and Microstructure of In Situ TiB2-7055 Composites

In order to fabricate a kind of high strength particulate reinforced aluminum-matrix composites, the high strength aluminum alloy 7055 was selected as a matrix. Composites reinforced with varying amounts of TiB2 particles were synthesized using the in situ method, and their mechanical properties and microstructure were analyzed. It is found that the in situ TiB2 particles sized from 50 to 400 um uniformly disperse in the matrix. With the weight fraction of TiB2 particles increasing, the elastic modulus as well as the yield strength and the ultimate tensile strength increase, while the ductility decrease. The improvement of strength could be attributed to good bonding between TiB2 and the matrix, and also the TiB2 particles act as a barrier to dislocation.     

高强铝合金热冲压冷模具复合成型

介绍了关于铝合金板材的一种热冲压冷模具淬火复合成型工艺。该工艺在铝合金板材的成型过

程中,同步完成铝合金板材的淬火,随后进行人工时效,极大地提高了铝合金板材的成型极限和强度。因此,成型

件具有更轻的质量,更高的强度和更复杂的几何形状。最后讨论了使用该成型工艺的成型件在航天领域应用前

景。通过对铝合金板材复合成型工艺和应用的介绍,可为我国铝合金板材成型工艺发展和工业化提供参考。

     

新型Al-Zn-Mg-Cu合金的应力腐蚀行为研究

采用周期浸泡试验,研究了不同热处理制度下的新型A l-Zn-Mg-Cu合金应力腐蚀行为。对比了国产A l-Zn-Mg-Cu合金与进口合金的腐蚀行为差异。探讨了合金应力腐蚀开裂的宏观特征及裂纹的微观特征。采用A1热处理制度生产的国产合金对应力腐蚀具有敏感性,而采用A2和A3两种热处理制度生产的国产合金均达到了与进口合金相当的抗应力腐蚀性能。