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。     

铝锂合金材料发展及综合性能评述

在抗疲劳设计等工程应用中,对材料综合性能的准确把握是使用材料进行设计的基础。作为一种航空材料,铝锂合金因具有高比强度、高比刚度的性能而受到青睐,与普通铝合金相比,铝锂合金的各方面性能,包括常规力学性能和疲劳断裂性能,具有独特特征。不同时期研发的铝锂合金产品,其各方面性能也有显著差异。本文通过比较铝锂合金和普通铝合金的性能差异,以及比较不同铝锂合金之间的性能差异,对铝锂合金材料性能发展进行综合评述。通过对铝锂合金发展历程、常规力学性能、疲劳极限和疲劳抗力、疲劳裂纹扩展抗力的分析,给出了结构设计选材的一些建议。     

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。     

先进铝锂合金机身壁板结构承载能力研究

铝合金是目前飞机蒙皮,长桁和框的首选材料。但第三代铝锂合金在密度、断裂、疲劳、耐腐蚀方面明显优于常规铝合金。因此,铝锂合金正逐步在机身结构中得到应用。本文通过有限元模拟和试验相结合的手段对铝锂合金机身壁板结构的压缩、拉伸和剪切承载能力和变形形式进行了分析。研究结果表明,铝锂合金机身壁板结构和常规铝合金壁板结构的失效模式是一致的。     

铝锂合金的发展及其在航空上的应用

铝锂合金由于具有密度低、强度高、刚度大等优点，因而成为一种新型航空结构材料，并受到世界各国的高度重视。本文综述了铝锂合金的发展历程，在航空结构上的应用现状及未来的发展方向。     

铝锂合金先进制造技术及其发展趋势

作为航空航天重要的结构材料,铝锂合金受到西方国家的广泛重视,如今第三代铝锂合金已在大型商用客机制造中获得应用并成为未来机型发展的重要趋势。但目前,新型铝锂合金主要依靠国外供应商,不仅成本高,而且得不到钣金、热处理等相关关键技术的支持,因此独立开发和研制新型高强、高损伤容限铝锂合金是我国铝锂合金未来发展的重要方向。     

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。     

铝锂合金强度备向异性的改进

铝锂合金强度备向异性的改进美国Ｒｅｙｎｏｌｄｓ金属公司在减少铝锂合金强度各向异性的方法上取得专利，其方法是：ａ）将固溶并淬火的铝俚合金冷轧，至少轧一道，压下量至少为３％；ｂ）将冷轧材料拉伸０．５％～１０％；Ｃ）将冷轧并拉伸的产品进行时效以提高其强度。...     

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。     

韧性较高的铝锂合金

与普通铝合金相比,虽然一般铝锂合金的密度较低,但是在强度水平相同的情况下,其韧性很低。这个缺点致使在现代飞机设计中,以铝锂合金来替代普通铝合金的努力受到阻碍。新研制的四种铝锂合金(即XT110、XT120、XT130、XT140)专利,     

MD-11飞机采用铝锂合金挤压件

美国麦道公司生产的MD-11飞机是世界上第一架采用铝锂合金挤压件的航线客机。该公司要求美国铝公司(ALCOA)为MD-11提供铝锂合金地板梁挤压件。该计划包括生产第一批5架MD-11飞机用地板梁并于1990年提供使用。铝锂地板梁的使用将取代现用铝合金梁,由此可使每架MD-11飞机减轻重量145kg。为使铝锂合金具有飞机零件需要的最佳性     

1420铝锂合金在宇航薄壁加筋铆接结构上的应用研究

为研究１４２０铝锂合金应用在宇航薄壁加筋铆接结构上减重效果及轴压失稳破坏形式,本文设计了３个１４２０铝锂合金和１个ＬＹ１２铝合金铆接薄壁加筋壳圆筒及其轴压破坏试验,同时对减重效果进行了理论分析。试验和理论分析结果表明：１４２０铝锂合金应用在薄壁加筋铆接结构上,可实现结构减重１０％￣１５％,其轴压失稳破坏形式与ＬＹ１２铝合金基本相同。１４２０铝锂合金是一种有广泛应用前景的新型宇航结构材料。     

大型客机铝锂合金壁板自动钻铆技术

第三代铝锂合金具有密度低、弹性模量高、比强度和比刚度高、疲劳性能好等诸多优异特性,是近年来航空航天材料中发展最为迅速的一种先进轻量化结构材料,C919即在机身结构中选用了铝锂合金材料。采用自动钻铆取代手工制孔铆接可提高工艺稳定性,同时优化自动钻铆工艺参数,提高连接质量,对确保铝锂合金连接件疲劳寿命达到设计要求将起到至关重要的作用。     

铝锂合金切削加工试验研究进展

铝锂合金作为一种先进轻量化材料,具有相对较低的密度、较高的比强度和比刚度以及较好的疲劳性能,在航空航天领域应用广泛。但在铝锂合金切削加工过程中易于出现黏附磨损,从而引起加工质量差、使用性能下降等一系列问题。因此,国内外学者针对铝锂合金切削加工进行了相关研究。对近年来在铝锂合金切削加工试验方面的研究进展进行了总结,重点分析了切削力、切削温度、加工表面质量、刀具磨损以及参数优化方面的研究成果,指出了目前存在的问题以及今后的发展方向,对铝锂合金切削加工技术的发展具有一定的促进作用。     

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。     

国产客机机身壁板搅拌摩擦焊工艺研究

搅拌摩擦焊(Friction Stir Welding,FSW)技术以其可靠、绿色、高效的特点,在飞机铝合金壁板结构件连接中具有独特的优势和广阔的应用前景,为国产大型客机的安全使用、高效生产、环境保护提供了崭新的技术选择.铝锂合金具有密度低、比强度高、耐腐等优点,应用于机身壁板制造时,结构件可减重约10％.目前,第三代铝锂合金(如AlLiS4等)很有可能取代现用的2XXX系和7XXX系列铝合金成为国产客机使用材料.客机机身壁板结构通常是"Z"或"L"形长桁与蒙皮铆钉连接结构形式,但是铆钉连接工序复杂,生产效率很低,受操作工人经验影响较大.     

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.     

快速凝固粉末冶金铝锂合金

铝锂合金是一种比强度高、比刚度大的新型轻合金结构材料。它在航空航天技术中具有很大的应用潜力,而快速凝固技术和粉末冶金方法相结合为进一步改善其性能开辟了新的途径。本文综述了近年来有关快速凝固粉末冶金铝锂合金粉末的制备方法、成型固化工艺、合金的成分与性能及其最新发展等几方面的文献资料。     

铝-锂合金8090

为了与蓬勃发展的复合材料相抗衡,铝合金性能也在不断提高改进,并推出新的高性能铝合金,铝-锂合金8090就是其典型代表。早在20年代,德国已经尝试在铝合金中加入锂,并研制出具有2%锂和2.35%硅的铝-锂-硅合金,但由于时效特性差而没有成功。其后又尝试加入铜、锌等元素,但与当时航空工业广泛采用的杜拉铝相比没有明显的优点而作罢。     

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。