铝-镁-锂合金高温瞬态力学性能

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1、2010年第6期导弹与航天运载技术No．62010总第310期MISSILESANDSPACEVEHICLESSumNo．310文章编号：1004-7182(2010)06-0050-03铝．镁一锂合金高温瞬态力学性能张宇玮1，郝志平1，吴大方2，于永良1，范文利1(1．航天材料及工艺研究所，北京，100076；2．北京航空航天大学，北京，100083)摘要：采用红外辐射热冲击加热的瞬态气动加热系统对AI．Mg．Li合金进行快速加热，研究快速加热对A1．Mg．Li合金高温力学性能和组织的影响。结果表明：采用该加热系统40S可以达到温度场均匀

2、，在150℃时AI．Mg．Li合金的屈服强度和抗拉强度分别为300MPa、380MPa，是室温强度的80％vZZ上，具有良好的高温性能；A1．Mg．Li合金良好的高温强度不仅与∥粒子重新回复有序结构有关，而且与高温下扩粒子长大提高合金的时效强化有关。关键词：铝．镁．锂合金；快速加热；高温性能中图分类号：V252．2文献标识码：ATensilePropertiesofAl-·Mg-·LiAlloybyFastHeatingZhangYuweil，HaoZhipin91，WuDafan92，YuYonglian91，FanWenlil(1．Ae

3、rospaceResearchInstituteofMaterialTechnology，Beijing，100076；2．BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Beijing，100083)Abstract：ThetensilepropertiesofAl一Mg-Lialloyhavebeenstudiedwhenitisfastheatedbyaninfraredequipment．Theresultsshowthatthealloyreachesthetemperaturethat

4、isrequiredfortheexperimentafter40secondsheating，andthetensilestrengthandyieldstrengthat150℃is380MPaand300MPa，respectively,whichattain80％thatofroomtemperature，thealloyexhibitsgoodhightemperatures仃engthwhentemperatureisupto150℃．ThehightemperaturestrengthofAl—Mg-Lialloyrelate

5、torestorationoforderinthe艿phaseandgrowthof6phasesizeinhi昏temperature．KeyWords：A1一Mg-Lialloy；Fastheating；Tensileproperty0前言在航天飞行器的研制中选用高比强度、比模量材料是设计人员首要考虑的目标，因此在火箭等航天器箭体结构中铝合金得到了广泛的应用。航天飞行器在上升段高速飞行时存在着严重的气动加热现象，为了确认飞行器选用材料是否能经得起高速飞行时所产生的高温热应力，必须对材料进行静态和动态的模拟气动试验和热强度实验。铝锂合金由

6、于其中每加入1wt％Li，密度下降3％，弹性模量提高6％，广泛受到航空航天领域注意。各国相继开发了A1．Mg系列、A1．Cu系列等多个系列的铝锂合金，AI．Mg—Li系中的1420、1421等合金具有密度低，比模量、比强度高，耐蚀性优良及可焊性好等一系列优点，目前已广泛地应用于航空航天工业[1~3J。国内对于AI-Mg-Li合金在高温瞬态加热情况下其力学性能和组织变化规律的研究较少，通过研究AI．Mg．Li合金在高温瞬态加热情况下的力学性能和断El形貌的变化规律，将有助于A1一Mg·Li合金在航天飞行器上应用。1试验1．1材料试验采用A1一

7、Mg—Li合金，热处理制度为460℃下加热230min，空冷时效为120℃下处理16h。锻件的化学成分见表1，力学性能试样尺寸为①5×70nllTl。表1AI-Mg—Li合金化学成分元素LiMgZoAlAI··Mg-Li2．12％5．54％O．14％余量收稿日期：2009．06—09作者简介：张宇玮(1973．)，男，高级工程师，主要研究方向为有色金属材料工艺第6期张宇玮等铝．镁．锂合金高温瞬态力学性能511．2设备采用计算机瞬态气动模拟加热测控系统，该加热系统采用红外辐射热冲击加热，用来模拟飞行器飞行时快速连续变化的非线性加热过程。1．3

8、试验内容测试材料力学性能之前，在试样内部和外部分别放置温度传感元件，测试在加热过程中试样内外温度的变化。A1一Mg．Li合金试样在测试系统中加温1min后进行力学性能测试，试样的