材料论文飞机上铝合金材料发展历程与展望

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1、飞机上铝合金材料发展历程与展望课程名称工程材料姓名班级能源与动力工程学号系另I」专业能源与动力工程指导教师论文评分飞机铝合金材料分析【摘要】铝合金是飞机机体的主要结构用材，其发展应用与飞机的发展息息相关。回顾了国内外航空铝合金的发展历史，对比分析了国内外航空铝合金的研制和应用差。结合国外最新铝合金和飞机的发展，分析了铝合金的应用情况并提出了航空铝合金目前的发展方向，指出铝合金仍将作为飞机的结构材料而广泛使用。【关键词】铝合金航空应用[Abstract】AluminumaIloyisoneofthemostimportsntmateriaIsinaviat

2、ionindustry.ItsdeveIopmenthistoryiscIoseIyconnectedwiththatofaircrafts.TheappIicationanddeveIopmentofadvaneedaIuminumalloyinaircraftindustryarebrieflydescribedinthispaper.ThegapofaIuminumalloyappIicationinaviationindustrybetweenChinaandotheradvancedcountriesisanaIyzed.Basedonthea

3、naIysisoftheappIicationofadvancedaIuminumaIIoystotheaircraftsuptotheminute、thetrendofaIuminumaIIoysisputforwardandthattheaIuminumaIIoyswiIIcontinuousIybeusedasonemainmaterialispointedout.【Keywords】aIuminumaIIoysaviationappIication前言：铝合金具有密度小、比强度高、耐蚀性和成型性好、成本低等一系列优点,在航空、航天、船舶、核工业及

4、兵器工业都冇着广泛的应用前景及不可替代的地位，因而铝合金技术被列为国防科技关键技术及重点发展的基础技术。在航空方面，铝合金是飞机机体结构的主要用材。我国自行设计研制的第二代战斗机机体结构用材铝合金占80%以上,在研制的第三代战斗机机体结构用材仍在60%一70%。为了理清航空铝合金的发展脉络,木文将较系统地阐述国内外航空铝合金的发展及应用，并分析国内外航空铝合金的差距、形成原因、铝合金的发展趋势和在新一代飞机上的应用与发展。一.铝合金的应用与发展铝合金的发展与航空事业的发展是密不可分的。世纪初在莱特兄弟制造的飞机上就采用了A1-Cu—Mn铸造的飞机发动机的

5、曲柄箱体。1906年A-Wilm在Al-Cu-Mn系合金中发现时效硕化现彖，使铝合金作为飞机主体结构材料成为可能，此后，铝合金作为飞机机体的主要结构材料登上历史舞台。航空铝合金的发展既受飞机性能改进的需求牵引，也受材料自身技术发展的推动。本文按飞机对结构材料的需求牵引，将航空铝合金的发展大致划分为5个阶段。（1）静强度需求阶段（1905年至50年代末。在航空工业初期，飞机设计对机体材料的要求只是简单的高的静强度，目的在于减小结构重量,提高载重量和航程在此期间，研制和开发了2014、2017合金,随后又研制了2024—T3合金,至50年代,2024合金在飞

6、机上得到了广泛的应用。二战期间，为获得更高的机体材料强度，研制了高强Al-Zn-Mg-Cu系合金，随后又研制了更高强度的7178-T6合金。这些合金在年代以前广泛应用于民用及军用飞机上。（2）抗腐蚀性能需求阶段（60年代）。由于飞机上开始使用厚大截面的结构,出现了机体结构的应力腐蚀问题，对机体材料的需求除满足静强度外，还需满足抗腐蚀性能。2024-T3.7075-T6合金在短横向都有应力腐蚀开裂倾向。7xxx系铝合金的应力腐蚀问题由于7075-T7的研制成功而得到解决，但同时牺牲了约15%的静强度，随后乂研制了在牺牲较小强度的条件下可一定程度满足抗腐蚀性

7、能要求的T76状态。60年代,7075-T73、7075-T76合金在飞机上获得广泛应用。（3）综合性能需求阶段（60年代末至70年代末。受飞机失效一安全设计的彩响，对材料提出了高断裂韧度的耍求，在这种需求牵引下，美国首先研制了7475合金。为进一步满足厚大截面结构强度和应力腐蚀性能的要求,Alcoa公司研制了小7075-T73合金。70年代后期，飞机设计提出了机体结构材料在具有高强度的同时应具冇高的断裂韧度和优良的抗疲劳性能。Alcoa联合Boeing公司研制了7075改型合金7150一T6,随后，为满足腐蚀性能要求，又研制了7150-T61o2xxx

8、系铝合金方而，Alcoa研制了高强2324一T3厚板及2224—T3511挤压件