62轻型结构材料.ppt

*:以铝为基添加锂(一般为3wt%左右)及其它元素组成的合金称作铝锂合金。特点:密度低、高强度、高模量以及高比强度和比刚度等。原因:cm-3,是铝的1/5,钢的1/15。在铝合金中增加少量锂可使密度显著降低。*材料化学轻型结构材料主要系列:Al-Cu-Li-Zr系、Al-Cu-Mg-Li系、Al-Mg-Li系。用途:轻合金中用途最广泛。民航机上改用铝锂合金,飞机重量可以减轻8%~16%。如:B737将可减重2178kgB747SP可减重4200kgB747—200可减重5200kgA310可减重2600kgA340可减重3900kg*铝锂合金的生产工艺铸造法(IM),应用最早。各国生产的几种比较成熟的铸造铝锂合金:美国的2090、2091和8090、8091,英国的8090和8091,法国的CP271(8090)和CP274(2091),前苏联的BAД23、01420、1421等。材料化学轻型结构材料*粉末冶金法(PM)优点:合金成分选择范围大,可获得微细的组织和更好的性能,现处于研究开发阶段。目前,美国联合信号公司采用这种方法研制的644B合金的力学性能与现用航空航天铝合金相当,但密度更低、比刚度更高,特别是具有优异的低温性能。预计粉末铝锂合金可能成为航空、航天器的重要结构材料。材料化学轻型结构材料*机械合金化法(MA)原理:将机械混合粉末进行高能球磨以获得复合粉末再经压实成材。APAl-905XL合金(Al-Mg-Li)具有极好的抗应力腐蚀性能和热稳定性,并生产出136kg和544kg的真空热压坯料,已用于美国F-18大黄蜂战斗机舱罩,机械合金化法铝锂合金因其热强度优于其它铝锂合金,可能在航天材料中占有特殊地位。材料化学新型结构材料*铝锂合金的一个发展方向:超塑成型。目前超塑成型的主要方法是板材吹胀法,90年代采用的超塑成型/扩散连接技术,能够使形状复杂的铝锂合金构件一次成型,并可大幅度提高结构强度,降低结构重量。英国Alcon公司报导的铝锂合金扩散连接工艺采用锌做夹层。目前铝锂合金应用存在的主要问题是成本高、韧性和塑性较差、缺少足够的设计和使用经验。材料化学轻型结构材料Al-Li合金的使用首次应用铝锂合金材料,可满足大型客机自重轻、强度大、抗腐蚀、抗疲劳等要求。C919大型客机铝锂合金机身等直段部段*(1)玻璃纤维性能:质轻、高强、绝缘、防腐、耐高温用途:制造纤维增强材料,可纺织、缝编,易于与各类材料复合。因为玻纤增强材料的比强度、比模量、耐疲劳性、阻尼减震性和破损安全性都超过高强金属性能,是跨越传统的新型材料。*材料化学轻型结构材料由碳基物质或纤维在惰性气体气氛中经高温碳化即可制成碳纤维和石墨纤维。在800~1600℃烧成碳纤维,在2500~3000℃烧成为石墨纤维。碳纤维的含碳量为95%,石墨纤维的含碳量99%,均可制成短纤维,也可制成连续不断的长纤维,还可以织成布、带及毡等制品。(2)碳纤维