大飞机用铝合金的研究现状及展望_刘兵

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1、第20卷第9期中国有色金属学报2010年9月Vol.20No.9TheChineseJournalofNonferrousMetalsSep.2010文章编号：1004-0609(2010)08-1705-11大飞机用铝合金的研究现状及展望刘兵，彭超群，王日初，王小锋，李婷婷(中南大学材料科学与工程学院，长沙410083)摘要：简单介绍航空用铝合金的特点及其在大飞机上的应用和发展，重点叙述大飞机常用的2×××系和7×××系铝合金的成分、性能和应用，指出现阶段国内大飞机用铝合金材料存在的问题，预测大飞机用铝

2、合金的发展方向。关键词：大飞机；铝合金；2×××系铝合金；7×××系铝合金；铝锂合金；铝基复合材料中文分类号：TG146.2文献标志码：ARecentdevelopmentandprospectsforgiantplanealuminumalloysLIUBing,PENGChao-qun,WANGRi-chu,WANGXiao-feng,LITing-ting(SchoolofMaterialsScienceandEngineering,CentralSouthUniversity,Changsha41

3、0083,China)Abstract:Thefeatures,applicationsanddevelopmentofgiantplanealuminumalloyswerebrieflydescribed.Thechemicalcomposition,mechanicalpropertiesandapplicationsof2×××seriesand7×××seriesaluminumalloyswerereviewedindetail.Severalexistingproblemsinpresent

4、Chinagiantplanealuminumalloyswerepointedout.Thedevelopmenttrendofgiantplanealuminumalloyswasputforward.Keywords:giantplane;aluminumalloys;2×××seriesaluminumalloys;7×××seriesaluminumalloys;aluminum-lithiumalloy;aluminum-basedcompositematerials“大型飞机”或“大飞机”一

5、般是指起飞总质量世纪80年代初)最先进的2124和7050高纯铝合金，超过100t的运输类飞机，包括军用、民用大型运输机，用作机体内部的框架、加强肋、腹板、接头件以及某[1]也包括150座以上的干线客机。目前，世界上只有些蒙皮等结构，其质量占前机身的50%，中机身的美国、欧盟和俄罗斯有制造大型飞机的能力，占领国35%，后机身的22%，中央翼的23%。20世纪90年际市场的只有美国的波音飞机和欧洲的空客飞机。铝代以来，航空用铝合金的发展有了重大突破，研制成合金由于具有密度低、比强度高、耐腐蚀强、易导热功了以

6、7150、2524和7055为代表的新一代高性能铝导电、塑性和加工性能良好、成本低等一系列优点，合金，满足新型大飞机低成本、多用途的设计选材要[2]在航空方面一直是大飞机机体结构的主要用材。表1求。1995年开始研制、2000年首飞的F-35战机采用[8]所列为波音、麦道和空中客车公司大型客机的选材情这几种铝合金，总用量在30%以上。我国自行设计[3]况。铝合金的发展与航空事业的发展密不可分。20研制的第二代战斗机机体结构用材中铝合金占80%以世纪初，在莱特兄弟制造的飞机上就采用Al-Cu-Mn上，在研制

7、的第三代战斗机机体结构用材中铝合金仍[9]合金铸造的发动机曲柄箱体。1906年，在Al-Cu-Mg占60%~70%。从波音707飞机发展到以波音777和系合金中发现时效硬化现象，使铝合金作为飞机主体空客A380飞机为代表的新一代飞机，国外大型民机结构材料成为可能，此后，铝合金作为飞机机体的主的主体结构材料发生了很大变化，但在目前正在使用[4−7]要结构材料登上历史舞台。F-22战机采用当时(20的民用客机中，还在大量使用铝合金，甚至还占着主收稿日期：2009-05-20；修订日期：2010-04-15通信

8、作者：彭超群，教授，博士；电话：0731-88877197；E-mail：pcq2005@163.com1706中国有色金属学报2010年9月[7]表1大型客机的选材情况展方向。[3]Table1Materialsselectionoflargepassengeraircraft(massfraction,%)1大飞机常用铝合金的研究与开发AircraftFirstCompositeAluminiumSteelTitanium