首先先给大家介绍一下铝的生产制法,1886年美国化学家Hall及法国化学家H’eroult宣布以氧化铝(Al2O3)置于冰晶石(Na3AlF6)溶液中,于大约950 ℃进行电解。氧化铝(Al2O3)制法:利用铝矾土矿浸于氢氧化钠(NaOH)。

航空级铝合金材料(航空材料---铝合金)(1)

一、铝的特性

a)优点

铝及铝合金是目前应用最广泛之飞机制造材料。

重量轻,差不多是同体积铜或钢的1/3重量。

防腐蚀能力强。

可反射辐射能—可见光、辐射热、电磁波。

导电及导热能力强,且又是非铁磁性。

容易接合(焊接、铆接或胶合)

外观及表面易处理

机械性质良好,经加工处理后强度高、延展性高

存量多

b)缺点

当温度升高超过200℃,强度大幅减弱

当温度下降时倾向脆性材料

航空级铝合金材料(航空材料---铝合金)(2)

二、铝合金类别

通常以四位数字标明:第一位数字: 合金成分

1000系列:材料含99%以上之纯铝

2000系列:铜(Copper)为主要之成分---易热处理以提高强度, 但提高了腐蚀性

3000系列:锰(Manganese)为主要之成分----增加硬度

4000系列:硅(Silicon)为主要之成分-----为焊条之理想材料

5000系列:镁(Magnesium)为主要之成分-----提高强度及抗腐蚀

6000系列:镁与硅为主要之成分-----以硅化镁存在,可热处理提高强度及易加工

7000系列:锌(Zinc)为主要之成分-----经热处理提高强度,为所有铝合金中强度最高

第二位表示原产品以后修正其成分之次数

第三及四位表示产品开发次序

非热处理型铝合金

1000系列

3000系列

4000系列

5000系列

热处理型铝合金

2000系列

6000系列

7000系列

热处理铝合金如施以适当热处理其内部结构发生一种相变化,产生细致析出物,藉此种析出物,强化材料。这种现象叫析出硬化或时效硬化。

非热处理合金则无析出硬化现象(但也会有析出物),故其强化作用通常借助一般的方法,如固溶体强化,加强化细晶强化。

航空级铝合金材料(航空材料---铝合金)(3)

铝合金在航空的应用

2014

应用于要求高强度与硬度(包括高温)的场合。飞机重型、锻件、厚板和挤压材料,车轮与结构元件,多级火箭第一级燃料槽与航天器零件,卡车构架与悬挂系统零件

2017

是第一个获得工业应用的2XXX系合金,目前的应用范围较窄,主要为铆钉、通用机械零件、结构与运输工具结构件,螺旋桨与配件

2024

飞机结构、铆钉、导弹构件、卡车轮毂、螺旋桨元件及其他种种结构件

2048

航空航天器结构件与兵器结构零件

2124

航空航天器结构件

2218

飞机发动机和柴油发动机活塞,飞机发动机汽缸头,喷气发动机叶轮和压缩机环

2219

航天火箭焊接氧化剂槽,超音速飞机蒙皮与结构零件,工作温度为-270~300摄氏度。焊接性好,断裂韧性高,T8状态有很高的抗应力腐蚀开裂能力

2618

模锻件与自由锻件。活塞和航空发动机零件

2A02

工作温度200~300摄氏度的涡轮喷气发动机的轴向压气机叶片

2A06

工作温度150~250摄氏度的飞机结构及工作温度125~250摄氏度的航空器结构铆钉

2A10

强度比2A01合金的高,用于制造工作温度小于等于100摄氏度的航空器结构铆钉

2A11

飞机的中等强度的结构件、螺旋桨叶片、交通运输工具与建筑结构件。航空器的中等强度的螺栓与铆钉

2A12

航空器蒙皮、隔框、翼肋、翼梁、铆钉等,建筑与交通运输工具结构件

2A14

形状复杂的自由锻件与模锻件

2A16

工作温度250~300摄氏度的航天航空器零件,在室温及高温下工作的焊接容器与气密座舱

航空级铝合金材料(航空材料---铝合金)(4)

2A17

工作温度225~250摄氏底的航空器零件

2A50

形状复杂的中等强度零件

2A60

航空器发动机压气机轮、导风轮、风扇、叶轮等

2A70

飞机蒙皮,航空器发动机活塞、导风轮、轮盘等

2A80

航空发动机压气机叶片、叶轮、活塞、涨圈及其他工作温度高的零件

2A90

航空发动机活塞

3A21

飞机油箱、油路导管、铆钉线材等;建筑材料与食品等工业装备等

5052

此合金有良好的成形加工性能、抗蚀性、可烛性、疲劳强度与中等的静态强度,用于制造飞机油箱、油管,以及交通车辆、船舶的钣金件,仪表、街灯支架与铆钉、五金制品等

5056

镁合金与电缆护套铆钉、拉链、钉子等;包铝的线材广泛用于加工农业捕虫器罩,以及需要有高抗蚀性的其他场合

5083

用于需要有高的抗蚀性、良好的可焊性和中等强度的场合,诸如舰艇、汽车和飞机板焊接件;需严格防火的压力容器、致冷装置、电视塔、钻探设备、交通运输设备、导弹元件、装甲等

5086

用于需要有高的抗蚀性、良好的可焊性和中等强度的场合,例如舰艇、汽车、飞机、低温设备、电视塔、钻井装置、运输设备、导弹零部件与甲板等

5A02

飞机油箱与导管,焊丝,铆钉,船舶结构件

5A03

中等强度焊接结构,冷冲压零件,焊接容器,焊丝,可用来代替5A02合金

5A05

焊接结构件,飞机蒙皮骨架

5A06

焊接结构,冷模锻零件,焊拉容器受力零件,飞机蒙皮骨部件

6005

挤压型材与管材,用于要求强高大于6063合金的结构件,如梯子、电视天线等

6009

汽车车身板

6010

薄板:汽车车身

6061

要求有一定强度、可焊性与抗蚀性高的各种工业结构性,如制造卡车、塔式建筑、船舶、电车、家具、机械零件、精密加工等用的管、棒、形材、板材

6A02

飞机发动机零件,形状复杂的锻件与模锻件

7049

用于锻造静态强度与7079-T6合金的相同而又要求有高的抗应力腐蚀开裂勇力的零件,如飞机与导弹零件——起落架液压缸和挤压件。零件的疲劳性能大致与7075-T6合金的相等,而韧性稍高

飞机结构件用中厚板、挤压件、自由锻件与模锻件。制造这类零件对合金的要求是:抗剥落腐蚀、应力腐蚀开裂能力、断裂韧性与抗疲劳性能都高

用于制造飞机结构及期货 他要求强度高、抗腐蚀性能强的高应力结构件、模具制造

用于锻造航空器用的高强度结构性。T736材料有良好的综合性能,即强度、抗剥落腐蚀与抗应力腐蚀开裂性能、断裂韧性、疲劳强度都高

供制造航空航天器的要求抗压屈服强度高的零部件

机身用的包铝的与未包铝的板材,机翼骨架、桁条等。其他既要有高的强度又要有高的断裂韧性的零部件

7A04

飞机蒙皮、螺钉、以及受力构件如大梁桁条、隔框、翼肋、起落架等

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