Aviasiya nəqliyyat avadanlığı üçün vacib olan yüngül bir ərinti olaraq, alüminium ərintinin makroskopik mexaniki xüsusiyyətləri onun mikro strukturu ilə sıx bağlıdır. Alüminium ərintisi strukturunda əsas alaşımlı elementləri dəyişdirərək, alüminium ərintisi mikrostrukturunu dəyişdirə və materialın makroskopik mexaniki xüsusiyyətlərini və digər xüsusiyyətlərini (korroziyaya davamlılıq və qaynaq performansı kimi) əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırmaq olar. İndiyə qədər mikroaloyinq alüminium ərintilərinin mikrostrukturunun optimallaşdırılması və alüminium ərintiləri materiallarının hərtərəfli xüsusiyyətlərinin yaxşılaşdırılması üçün ən perspektivli texnoloji inkişaf strategiyasına çevrilmişdir.Skandium(Sc) alüminium ərintiləri üçün tanınan ən təsirli mikroaloylaşdırıcı element gücləndiricisidir. Skandiumun alüminium matrisində həllolma qabiliyyəti 0,35 ağırlıq% -dən azdır, alüminium ərintilərinə iz miqdarda skandium elementinin əlavə edilməsi onların mikro strukturunu effektiv şəkildə yaxşılaşdıra, gücünü, sərtliyini, plastikliyini, istilik sabitliyini və korroziyaya davamlılığını hərtərəfli artıra bilər. Skandium alüminium ərintilərində bərk məhlulun gücləndirilməsi, hissəciklərin gücləndirilməsi və yenidən kristallaşmanın qarşısının alınması da daxil olmaqla çoxsaylı fiziki təsirlərə malikdir. Bu məqalə aviasiya avadanlığı istehsalı sahəsində skandium tərkibli alüminium ərintilərinin tarixi inkişafı, son tərəqqi və potensial tətbiqlərini təqdim edəcəkdir.
Alüminium Skandium Ərintisinin Tədqiqi və İnkişafı
Skandiumun alüminium ərintilərinə bir ərinti elementi kimi əlavə edilməsini 1960-cı illərə qədər izləmək olar. O dövrdə işlərin çoxu binar Al Sc və üçlü AlMg Sc ərintisi sistemlərində aparılırdı. 1970-ci illərdə Sovet Elmlər Akademiyasının Baykov adına Metallurgiya və Materialşünaslıq İnstitutu və Ümumrusiya Yüngül ərintilər Elmi-Tədqiqat İnstitutu alüminium ərintilərində skandiumun forma və mexanizmi ilə bağlı sistemli tədqiqat aparmışdır. Təxminən qırx illik səydən sonra üç əsas seriyada (Al Mg Sc, Al Li Sc, Al Zn Mg Sc) 14 dərəcəli alüminium skandium ərintiləri hazırlanmışdır. Skandium atomlarının alüminiumda həllolma qabiliyyəti aşağıdır və müvafiq istilik müalicəsi proseslərindən istifadə etməklə yüksək sıxlıqlı Al3Sc nano çöküntüləri çökdürmək olar. Bu yağıntı fazası, kiçik hissəciklər və dağılmış paylama ilə demək olar ki, sferikdir və alüminium ərintilərinin otaq temperaturu gücünü əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdıra bilən alüminium matris ilə yaxşı əlaqəli əlaqəyə malikdir. Bundan əlavə, Al3Sc nano çöküntüləri yüksək temperaturda (400 ℃ daxilində) yaxşı termal sabitliyə və qabalaşma müqavimətinə malikdir, bu da ərintinin güclü istilik müqaviməti üçün son dərəcə faydalıdır. Rusiya istehsalı olan alüminium skandium ərintilərində 1570 ərintisi ən yüksək gücü və geniş tətbiqi sayəsində çox diqqət çəkdi. Bu ərinti -196 ℃-dən 70 ℃-ə qədər iş temperaturu diapazonunda əla performans nümayiş etdirir və təbii superplastikliyə malikdir, bu da Rusiya istehsalı olan LF6 alüminium ərintisini (əsasən alüminium, maqnezium, mis, manqan və silikondan ibarət alüminium maqnezium ərintisi) əvəz edə bilər. Bundan əlavə, Rusiya 1970-ci ildə təmsil olunan, material gücü 500MPa-dan çox olan alüminium sink maqnezium skandium ərintilərini də inkişaf etdirdi.
Sənayeləşmə StatusuAlüminium Skandium ərintisi
2015-ci ildə Avropa İttifaqı alüminiumun qaynaq qabiliyyətinin öyrənilməsini təklif edən “Avropa Metallurgiya Yol Xəritəsi: İstehsalçılar və Son İstifadəçilər üçün Perspektivlər” nəşr etdi.maqnezium skandium ərintiləri. 2020-ci ilin sentyabr ayında Avropa İttifaqı skandium da daxil olmaqla 29 əsas mineral ehtiyatın siyahısını açıqladı. Almaniyada Ale Alüminium tərəfindən hazırlanmış 5024H116 alüminium maqnezium skandium ərintisi orta və yüksək gücə və yüksək zədələrə dözümlüdür, bu da onu gövdə dərisi üçün çox perspektivli material edir. O, ənənəvi 2xxx seriyalı alüminium ərintilərini əvəz etmək üçün istifadə edilə bilər və Airbus-un AIMS03-01-055 material satın alma kitabına daxil edilmişdir. 5028 təkmilləşdirilmiş 5024 dərəcəsidir, lazer qaynağı və sürtünmə qarışdırıcı qaynaq üçün uyğundur. O, korroziyaya davamlı və alüminium örtük tələb etməyən hiperbolik inteqral divar panellərinin sürüşmə əmələ gəlməsi prosesinə nail ola bilər. 2524 ərintisi ilə müqayisədə, gövdənin ümumi divar paneli strukturu struktur çəkisinin 5% azalmasına nail ola bilər. Aili Aluminium Company tərəfindən istehsal olunan AA5024-H116 alüminium skandium ərintisi təbəqəsi təyyarənin gövdəsi və kosmik gəminin struktur komponentlərinin istehsalı üçün istifadə edilmişdir. AA5024-H116 ərinti təbəqəsinin tipik qalınlığı 1,6 mm-dən 8,0 mm-ə qədərdir və aşağı sıxlığı, orta mexaniki xüsusiyyətləri, yüksək korroziyaya davamlılığı və ciddi ölçülü sapması səbəbindən gövdə qabığı materialı kimi 2524 ərintisini əvəz edə bilər. Hal-hazırda, AA5024-H116 ərinti təbəqəsi Airbus AIMS03-04-055 tərəfindən sertifikatlaşdırılıb. 2018-ci ilin dekabr ayında Çinin Sənaye və İnformasiya Texnologiyaları Nazirliyi yeni materiallar sənayesinin inkişaf kataloquna “yüksək təmizlikli skandium oksidi” daxil edən “Əsas yeni materialların ikinci dərəcəli tətbiq nümayişlərinin birinci partiyası üçün bələdçi kataloqu (2018-ci nəşr)” nəşr etdi. 2019-cu ildə Çinin Sənaye və İnformasiya Texnologiyaları Nazirliyi yeni materiallar sənayesinin inkişaf kataloquna “Tərkibində alüminium ərintisi emal materialları və Al Si Sc qaynaq telləri” daxil olan “Əsas Yeni Materialların Nümayiş Tətbiqlərinin İlk Dəstəsi üçün Rəhbər Kataloq (2019-cu Nəşr)” nəşr etdi. China Aluminium Group Northeast Light Alloy, tərkibində skandium və sirkonium olan Al Mg Sc Zr seriyalı 5B70 ərintisi hazırlayıb. Skandium və sirkonium olmayan ənənəvi Al Mg seriyası 5083 ərintisi ilə müqayisədə onun məhsuldarlığı və dartılma gücü 30%-dən çox artmışdır. Bundan əlavə, Al Mg Sc Zr ərintisi 5083 ərintisi ilə müqayisə edilə bilən korroziya müqavimətini saxlaya bilir. Hazırda sənaye dərəcəli əsas yerli müəssisələralüminium skandium ərintisiistehsal gücü Northeast Light Alloy Company və Southwest Alüminium Sənayesidir. Northeast Light Alloy Co., Ltd. tərəfindən hazırlanmış böyük ölçülü 5B70 alüminium skandium ərintisi təbəqəsi maksimum qalınlığı 70 mm və maksimum eni 3500 mm olan böyük alüminium ərintisi qalın lövhələri təmin edə bilər; Qalınlığı 2 mm-dən 6 mm-ə qədər və maksimum eni 1500 mm olan nazik təbəqə məhsulları və profil məhsulları istehsal üçün fərdiləşdirilə bilər. Southwest Aluminium müstəqil olaraq 5K40 materialı hazırladı və nazik plitələrin hazırlanmasında əhəmiyyətli irəliləyiş əldə etdi. Al Zn Mg ərintisi yüksək gücə, yaxşı emal performansına və əla qaynaq performansına malik bir vaxtda sərtləşən bir ərintidir. Təyyarələr kimi cari nəqliyyat vasitələrində əvəzolunmaz və vacib struktur materialdır. Orta güclü qaynaqlanan AlZn Mg əsasında, skandium və sirkonium ərintisi elementlərinin əlavə edilməsi mikrostrukturda kiçik və dispers Al3 (Sc, Zr) nanohissəcikləri əmələ gətirərək, ərintinin mexaniki xüsusiyyətlərini və stress korroziyaya davamlılığını əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırır. NASA-nın Langley Tədqiqat Mərkəzi model missiyalarında tətbiq olunmağa hazır olan C557 dərəcəli üçlü alüminium skandium ərintisi hazırlayıb. Bu ərintinin aşağı temperaturda (-200 ℃), otaq temperaturunda və yüksək temperaturda (107 ℃) statik gücü, çatların yayılması və qırılma möhkəmliyi 2524 ərintisi ilə bərabər və ya ondan yaxşıdır. ABŞ-ın Şimal-Qərb Universiteti 680MPa-a qədər dartılma gücünə malik AlZn Mg Sc ərintisi 7000 seriyalı ultra yüksək möhkəmlikli alüminium ərintisi hazırlayıb. Orta yüksək güclü alüminium skandium ərintisi və ultra yüksək güclü Al Zn Mg Sc arasında birgə inkişaf nümunəsi formalaşmışdır. Al Zn Mg Cu Sc ərintisi 800 MPa-dan çox dartılma gücünə malik yüksək möhkəmlikli alüminium ərintisidir. Hazırda əsas siniflərin nominal tərkibi və əsas performans parametrlərialüminium skandium ərintisiCədvəl 1 və 2-də göstərildiyi kimi aşağıdakı kimi ümumiləşdirilir.
Cədvəl 1 | Alüminium Skandium Ərintisinin Nominal Tərkibi
Cədvəl 2 | Alüminium Skandium Alaşımının Mikrostruktur və Dartma Xüsusiyyətləri
Alüminium skandium ərintisinin tətbiqi perspektivləri
Yüksək möhkəmliyə malik Al Zn Mg Cu Sc və Al CuLi Sc ərintiləri Rusiyanın MiQ-21 və MiQ-29 döyüş təyyarələri də daxil olmaqla, yükdaşıyan struktur komponentlərinə tətbiq edilmişdir. Rusiya kosmik gəmisi "Mars-1"in idarə paneli 1570 alüminium skandium ərintisindən hazırlanıb, ümumi çəkisi 20% azaldılıb.Mars-96 kosmik gəmisinin alət modulunun yükdaşıyıcı komponentləri tərkibində skandium olan 1970-ci il alüminium ərintisindən hazırlanıb, alət modulunun çəkisini E"10% azaldır." “2050 Uçuş Marşrutu” layihəsi, Airbus, AA5028-H116 alüminium skandiyum ərintisi 5024 alüminium skandium ərintilərinin AA50 ilə ayrılması və demontajı ilə təmsil olunan varisi əsasında A321 təyyarələri üçün inteqrasiya olunmuş yük anbarının dizaynı, tədqiqatı və inkişafı, istehsalı və quraşdırılması sınaq uçuşları həyata keçirmişdir Tərkibində alüminium ərintiləri olan materialların etibarlı birləşdirilməsinə nail olmaq üçün sürtünmə qaynaq qaynağı və lazer qaynağı kimi qabaqcıl qaynaq üsulları Təyyarə gücləndirilmiş nazik lövhə konstruksiyalarında “qaynaq yerinə qaynaq”ın tədricən tətbiqi təyyarə materiallarının konsistensiyasını və konstruktiv bütövlüyünü qoruyub saxlayır, həm də səmərəliliyi təmin edir, həm də yüksək məhsuldarlığa nail olur. Çin Aerokosmik Xüsusi Materiallar Tədqiqat İnstitutu tərəfindən alüminium skandium 5B70 ərintisi tətbiqi tədqiqatı, dəyişən divar qalınlığı komponentlərinin güclü əyirilməsi, korroziyaya qarşı müqavimət və güc uyğunluğuna nəzarət və qaynaq qalıq stresinə nəzarət texnologiyalarını sındırdı. 0.92. Çin Kosmik Texnologiya Akademiyası, Mərkəzi Cənub Universiteti və digərləri 5B70 materialı üzərində geniş mexaniki performans testləri və texnoloji təcrübələr apardılar, 5A06 üçün konstruktiv material seçim sxemini təkmilləşdirdilər və 5B70 alüminium ərintisini stansiyanın divarının əsas strukturuna tətbiq etməyə başladılar plitə konstruksiyasının təzyiqli kabinəsi dəri və möhkəmləndirici qabırğaların kombinasiyası ilə dizayn edilib, daha yüksək struktur inteqrasiyası və çəki optimallaşdırılmasına nail olmaqla yanaşı, birləşdirici komponentlərin sayını və mürəkkəbliyini azaldır və bununla da yüksək performansı qoruyaraq çəkisini daha da azaldır. Xammalın davamlı istehsalını və sabit keyfiyyətini təmin etməyə kömək edəcək və xammal qiymətlərini əhəmiyyətli dərəcədə azaltmağa kömək edəcək minimum tədarük həddi, daha əvvəl qeyd edildiyi kimi, alüminium ərintilərinin bir çox xüsusiyyətləri skandium mikroaloyma yolu ilə yaxşılaşdırılsa da, skandiumun yüksək qiyməti və qıtlığı alüminium skandium ərintilərinin tətbiq dairəsini məhdudlaşdırır, alüminium, alüminium, alüminium, alüminium skandi kimi bütün materiallar. yaxşı hərtərəfli mexaniki xassələri, korroziyaya davamlılığı və əla emal xüsusiyyətləri, bu, aerokosmik kimi sənaye sahələrində əsas struktur komponentlərin istehsalında geniş tətbiq perspektivlərinə malikdir alüminium skandium ərintilərinin hərtərəfli mexaniki xassələri, korroziyaya davamlılığı və əla emal xüsusiyyətləri onları aydın struktur çəkisinin azaldılması üstünlüklərinə və aviasiya avadanlıqlarının istehsalı sahəsində geniş tətbiq potensialına malik edir.
Göndərmə vaxtı: 29 oktyabr 2024-cü il