Авиация транспорт җиһазлары өчен бик җиңел эретмә буларак, алюминий эретмәсенең макроскопик механик үзлекләре аның микроструктурасы белән тыгыз бәйләнгән. Алюминий эретмәсе структурасында төп эретү элементларын үзгәртеп, алюминий эретмәсе микросруктурасы үзгәртелергә мөмкин, һәм материалның макроскопик механик үзлекләре һәм башка үзлекләре (коррозиягә каршы тору һәм эретеп ябыштыру кебек) сизелерлек яхшырырга мөмкин. Бүгенге көнгә кадәр, микроаллойинг алюминий эретмәләренең микроструктурасын оптимальләштерү һәм алюминий эритмәсе материалларының комплекслы үзлекләрен яхшырту өчен иң перспектив технологик үсеш стратегиясенә әверелде.Скандиум(Sc) - алюминий эретмәләре белән билгеле булган иң эффектив микроаллойинг элементын көчәйтүче. Алюминий матрицада скандиумның эрүчәнлеге 0,35 вт% тан ким түгел, алюминий эретмәләренә скандиум элементының күләмен өстәү аларның микросруктурасын эффектив рәвештә яхшырта ала, аларның көчен, катылыгын, пластиклыгын, җылылык тотрыклылыгын, коррозиягә каршы торуын көчәйтә ала. Скандиум алюминий эретмәләрендә берничә физик эффектка ия, шул исәптән каты эремәне ныгыту, кисәкчәләрне ныгыту, һәм рестрализацияне тыю. Бу мәкалә тарихи үсеш, соңгы алгарыш, авиация җиһазлары җитештерү өлкәсендә алюминий эретмәләре булган скандиумның потенциаль кулланылышы белән таныштырачак.
Алюминий Скандий эретмәсен тикшерү һәм үстерү
Алюминий эретмәләренә эретүче элемент буларак скандиумның кушылуы 1960-нчы еллардан башлана. Ул вакытта эшнең күпчелеге икеләтә Al Sc һәм өчьяклы AlMg Sc эретү системаларында башкарылды. 1970-нче елларда Совет Фәннәр академиясенең Байков металлургия һәм материаллар фәннәре институты һәм Бөтен Россия җиңел эретү тикшеренүләре институты алюминий эретмәләрендә скандиум формасы һәм механизмы буенча системалы тикшеренүләр үткәрделәр. Кырык елга якын тырышлыктан соң, өч зур сериядә (Al Mg Sc, Al Li Sc, Al Zn Mg Sc) 14 класслы алюминий сканди эретмәләре эшләнде. Алюминийда скандиум атомнарының эрүчәнлеге түбән, һәм тиешле җылылык эшкәртү процессларын кулланып, югары тыгызлыктагы Al3Sc нано явым-төшеме булырга мөмкин. Бу явым-төшем этабы сферик диярлек, кечкенә кисәкчәләр һәм таралган тарату, һәм алюминий матрицасы белән яхшы килешү бар, бу алюминий эретмәләренең бүлмә температурасы көчен сизелерлек яхшырта ала. Моннан тыш, Al3Sc нано явым-төшемнәре яхшы җылылык тотрыклылыгына һәм югары температурада (400 within эчендә) каршы торуга ия, бу эретмәнең көчле җылылыкка каршы торуы өчен бик файдалы. Рәсәйдә ясалган алюминий скандиум эретмәләрендә, 1570 эретмәсе иң зур көче һәм киң кулланылышы аркасында зур игътибар җәлеп итте. Бу эретү эш температурасы -196 70 70 range диапазонында искиткеч күрсәткеч күрсәтә һәм табигый суперпластиклыкка ия, ул Россиядә ясалган LF6 алюминий эретмәсе (алюминий магний эритмәсе, нигездә, алюминий, магний, бакыр, марганец, кремний) сыек кислород шартларында эретеп ябыштыручы эретеп ябыштыру корылмалары өчен сизелерлек яхшыра. Моннан тыш, Россия шулай ук алюминий цинк магний скандий эретмәләрен эшләде, 1970-нче елда күрсәтелгән, матди көче 500МПа-дан артык.
Индустриализация статусыАлюминий Скандий эритмәсе
2015 елда Европа Союзы "Европа металлургия юл картасы: җитештерүчеләр һәм соңгы кулланучылар өчен перспективалар" чыгарды, алюминийның эретеп ябыштыруны өйрәнергә тәкъдим итте.магний сканди эретмәләре. 2020 елның сентябрендә Европа Союзы 29 төп минераль ресурслар исемлеген бастырды, шул исәптән скандиум. Германиядә Але Алюминий тарафыннан эшләнгән 5024H116 алюминий магний скандиум эритмәсе урта һәм югары көчкә һәм зур зыянга чыдамлылыкка ия, бу фузеляж тире өчен бик өметле материал булып тора. Ул традицион 2xxx серияле алюминий эретмәләрен алыштыру өчен кулланылырга мөмкин һәм Airbus'ның AIMS03-01-055 материал сатып алу китабына кертелгән. 5028 - лазер белән эретеп ябыштыру һәм сүрелүчән эретеп ябыштыру өчен яраклы 5024 дәрәҗәсе. Ул гиперболик интеграль стеналар панельләренең сыгылу процессына ирешә ала, ул коррозиягә чыдам һәм алюминий каплауны таләп итми. 2524 эретмәсе белән чагыштырганда, фузеляжның стена панель структурасы 5% структур авырлыкны киметүгә ирешә ала. Aili Aluminium компаниясе җитештергән AA5024-H116 алюминий скандий эритмәсе таблицасы самолет фузеляжы һәм космик корабль структур компонентлары җитештерү өчен кулланылган. AA5024-H116 эритмәсе таблицасының типик калынлыгы 1,6 мм - 8,0 мм, һәм түбән тыгызлыгы, уртача механик үзлекләре, коррозиягә каршы торуы һәм каты үлчәмле тайпылуы аркасында ул 2524 эретмәсен фузеляж тире материалы итеп алыштыра ала. Хәзерге вакытта AA5024-H116 эретү таблицасы Airbus AIMS03-04-055 тарафыннан сертификатланган. 2018 елның декабрендә Кытайның Сәнәгать һәм информацион технологияләр министрлыгы "Яңа материаллар сәнәгатенең үсеш каталогына" югары чисталыклы сканди оксиды "керткән" Төп яңа материалларның икенчел заявкалар күрсәтү өчен беренче каталог "(2018 чыгарылышы) чыгарды. 2019 елда, Кытай Сәнәгать һәм Мәгълүмати Технология Министрлыгы "Яңа материаллар сәнәгатенең үсеш каталогына" алюминий эретмәсе эшкәртү материаллары һәм Al Si Sc эретеп ябыштыру чыбыклары булган Sc "кертелгән" Төп яңа материалларның беренче кушымталарын күрсәтү өчен кулланма каталогы "чыгарды. Китай Алюминий Группасы Төньяк-Көнчыгыш Яктылык эретмәсе Al Mg Sc Zr 5B70 эритмәсе скандиум һәм цирконийны үз эченә алган. Традицион Al Mg сериясе 5083 эритмәсе белән скандиум һәм цирконий белән чагыштырганда, аның уңышы һәм керү көче 30% тан артты. Моннан тыш, Al Mg Sc Zr эретмәсе 5083 эретмәсенә чагыштырма коррозиягә каршы торуны саклый ала. Хәзерге вакытта сәнәгать дәрәҗәсе булган төп эчке предприятияләралюминий сканди эритмәсеҗитештерү куәте төньяк-көнчыгыш җиңел эретү компаниясе һәм көньяк-көнбатыш алюминий сәнәгате. Төньяк-Көнчыгыш Light Alloy Co., Ltd. тарафыннан эшләнгән зур размерлы 5B70 алюминий скандиум эритмәсе таблицасы максималь калынлыгы 70 мм һәм максималь киңлеге 3500 мм булган зур алюминий эретмәсе калын тәлинкәләр белән тәэмин итә ала. Нечкә таблицалар һәм профиль продуктлары җитештерү өчен көйләнергә мөмкин, калынлыгы 2 мм дан 6 ммга кадәр, максималь киңлеге 1500 мм. Көньяк-Көнбатыш Алюминий 5K40 материалын мөстәкыйль эшләде һәм нечкә тәлинкәләр үсешендә зур уңышларга иреште. Al Zn Mg эретмәсе - эре көч, яхшы эшкәртү, эретеп ябыштыру эше белән эретелгән эретмә. Бу самолетлар кебек хәзерге транспорт машиналарында алыштыргысыз һәм мөһим структур материал. Урта көчле эретеп ябыштырыла торган AlZn Mg нигезендә, скандиум һәм цирконий эретмәсе элементлары өстәп, микросруктурада кечкенә һәм таралган Al3 (Sc, Zr) нанопартиклар барлыкка килергә мөмкин, бу эретүнең механик үзлекләрен һәм стресс коррозиясенә каршы торуны сизелерлек яхшырта. НАСАның Лэнгли тикшеренү үзәге C557 класслы өчьяклы алюминий скандий эретмәсе эшләде, ул модель миссияләрдә кулланырга әзер. Статик көч, ярык таралу, һәм бу эретмәнең сыну катылыгы түбән температурада (-200 ℃), бүлмә температурасында, һәм югары температурада (107 ℃) барысы да 2524 эретмәсе белән тигез яки яхшырак. АКШның Төньяк-Көнбатыш Университеты AlZn Mg Sc эритмәсе 7000 серияле ультра югары көчле алюминий эретмәсе эшләде, 680МПа кадәр киеренкелеге. Урта югары көчле алюминий скандий эритмәсе һәм ультра югары көч Al Zn Mg Sc арасында уртак үсеш үрнәге формалашты. Al Zn Mg Cu Sc эретмәсе - югары көчле алюминий эретмәсе, керү көче 800 MPa-тан артып китә. Хәзерге вакытта, төп классларның номиналь составы һәм төп эш параметрларыалюминий сканди эритмәсе1 һәм 2 таблицаларда күрсәтелгәнчә түбәндәгечә йомгак ясала.
Таблица 1 | Алюминий сканди эритмәсе номиналь составы
Таблица 2 | Алюминий Скандий эретмәсенең микросруктурасы һәм керү үзенчәлекләре
Алюминий скандий эретмәсе куллану перспективалары
Zгары көч Al Zn Mg Cu Sc һәм Al CuLi Sc эретмәләре йөкле компонентларга, шул исәптән Россиянең MiG-21 һәм MiG-29 сугыш очкычларына кулланылган. "Марс-1" Россия космик корабының ассортименты 1570 алюминий сканди эритмәсе белән эшләнгән, гомуми авырлыгы 20% ка кимегән. Марс-96 космик корабының инструмент модулының йөкле компонентлары скандиум булган алюминий эретмәсе белән эшләнгән, корал модулының авырлыгын 10% ка киметә. A321 самолеты өчен рейслар AA5028-H116 алюминий скандий эритмәсе нигезендә ясалган, AA5028 белән күрсәтелгән алюминий сканди эретмәләре искиткеч эшкәртү һәм эретеп ябыштыру ысулларын кулланып, эретеп ябыштыручы эретеп ябыштыручы эретеп ябыштыручы эретеп ябыштыручы Авиатөзелеш материалларының эзлеклелеген һәм структур бөтенлеген саклый, нәтиҗәле һәм аз чыгымлы җитештерүгә ирешә, шулай ук авырлыкны киметү һәм мөһерләү эффектларына ия. эретмәдәге калын тәлинкәләр 0.92 җитә ала. Кытай космик технологияләр академиясе, Centralзәк Көньяк Университет һәм башкалар 5B70 материалы буенча киң механик эш сынаулары һәм эшкәртү экспериментлары үткәрделәр, 5A06 өчен структур материал сайлау схемасын яңарттылар һәм кабатладылар, һәм космик станциянең мөһерләнгән кабинасы структурасы белән ныгытылган дивар панельнең төп структурасына кулланыла башладылар кабыргалар, югары структур интеграциягә һәм авырлыкны оптимизацияләүгә ирешү. Гомуми катгыйлыкны һәм көчне яхшырту белән, ул тоташу компонентларының санын һәм катлаулылыгын киметә, шулай итеп, югары җитештерүчәнлекне саклап калганда, авырлыкны тагын да киметә, 5B70 материалы инженериясен куллану акрынлап артачак, һәм чималның тотрыклы сыйфатын киметәчәк Скандиумның аз булуы алюминий эритмәсе эритмәләрен куллану чикләрен чикли, Al Cu, Al Zn, Al ZnMg кебек алюминий эритмәсе материаллары белән чагыштырганда, алюминий эритмәсе материаллары булган скандиум яхшы комплекслы механик үзлекләргә, коррозиягә каршы торуга, сәнәгать өлкәләрендә төп структур компонентларны җитештерүдә, аэрокосмик технологияләр чылбырында җитештерүне киңәйтүдә. һәм скандий алюминий эретмәләренең зур масштаблы сәнәгый кулланылышын чикләүче кыйммәт факторлары әкренләп яхшырачак, яхшы комплекслы механик үзлекләр, коррозиягә каршы тору, һәм алюминий сканди эретмәләренең искиткеч эшкәртү үзенчәлекләре аларны авиация җиһазлары җитештерү өлкәсендә структур авырлыкны киметү өстенлекләренә һәм куллану потенциалына ия итә.
Пост вакыты: 29-2024 октябрь