Tecnología de materiales de aleación de aluminio para aviación.
El escenario de uso final de la aleación de aluminio está directamente relacionado con todo el proceso de producción, y los diferentes escenarios de aplicación dependen del control del proceso de producción, es decir, el proceso de procesamiento.
01, proceso de producción de perfiles de extrusión de aleación de aluminio de alta resistencia
La aleación de aluminio de alta resistencia tiene una variedad de formas en el proceso de aplicación, principalmente perfiles de aluminio, placas de aluminio, polvo de impresión 3D y otras formas. Entre ellos, los perfiles de aleación de aluminio tienen excelentes características como peso ligero, alta resistencia y proceso de soldadura maduro.AluminioLos perfiles pueden usarse ampliamente como grandes piezas estructurales de soporte en los campos aeroespacial y de tránsito ferroviario. El proceso de producción de perfiles de aluminio adopta principalmente un proceso de moldeo por pultrusión continua para mejorar la eficiencia de producción y una orientación de pretensado para mejorar las propiedades mecánicas de los perfiles. En el proceso de extrusión de perfiles de aluminio, en el método de extrusión continua con múltiples ciclos de extrusión, se formará una interfaz entre los dos tochos de extrusión adyacentes, lo que hará que la longitud de extensión de la interfaz en el perfil aumente, porque la soldadura transversal afectará en gran medida la vida útil de los perfiles de aluminio, lo que resulta en una fuerte disminución de la vida a fatiga.
02, proceso de tratamiento térmico
El rendimiento integral de los materiales de aleación de aluminio para mejorar la relación de composición del material depende en gran medida de los parámetros técnicos del proceso en el control del proceso de producción, el método de tratamiento térmico apropiado puede afectar en gran medida el rendimiento integral de los materiales de aleación de aluminio, por lo que para diferentes rendimientos. Los requisitos de la aleación de aluminio deben desarrollarse una tecnología de tratamiento térmico adecuada para mejorar el rendimiento integral de los materiales de aleación de aluminio.
Utilizando un proceso de recocido homogeneizador a alta temperatura para tratar la aleación de aluminio, la fase de fortalecimiento del envejecimiento y la fase residual de no equilibrio se pueden disolver sólidamente en la matriz al máximo, y su distribución uniforme puede aumentar la concentración de solución sólida tras solución sólida, y lograr el efecto de mejorar el fortalecimiento del envejecimiento. Al mismo tiempo, de acuerdo con el proceso de tratamiento térmico combinado de grandes piezas forjadas de aleación de aluminio, a saber, deformación en caliente, homogeneización intermedia a alta temperatura y proceso de tratamiento de solución a alta temperatura, todo el diseño de parámetros del proceso de tratamiento térmico puede mejorar la resistencia y mejorar el rendimiento de corrosión por tensión. .
Generalaleación de aluminio sólidoEl proceso de tratamiento de solución se divide en dos tipos: tratamiento de solución sólida convencional y tratamiento de solución sólida compuesta, de los cuales el tratamiento de solución sólida compuesta se refiere al fortalecimiento de la solución sólida y al tratamiento de preprecipitación a alta temperatura. En la etapa inicial de fundición de lingotes, el proceso de recocido de homogeneización del tratamiento a temperatura normal y el tratamiento a baja temperatura puede controlar la precipitación de los elementos de transición, y los elementos de transición tienen un efecto de inhibición obvio sobre la recristalización, lo que puede mejorar el efecto de fortalecimiento de la subestructura de la aleación a un hasta cierto punto, y luego mejorar la tenacidad a la fractura y la resistencia a la corrosión por tensión de la aleación, y debilitar efectivamente la anisotropía del material.
El tratamiento de envejecimiento en el tratamiento térmico de aleaciones de aluminio de alta resistencia también juega un papel crucial en el rendimiento de la aleación de aluminio, y existen tres formas principales de tratamiento de envejecimiento: envejecimiento máximo, envejecimiento bipolar y envejecimiento por regresión. El objetivo del desarrollo del tratamiento de envejecimiento es hacer que la aleación de aluminio tenga mayor resistencia, mayor tenacidad, mayor resistencia a la corrosión y a la fatiga y otras propiedades integrales altas. El desarrollo del estado del tratamiento térmico va en la dirección de T6 a T73 a T76 a T736 a T77. , el tratamiento del envejecimiento va desde el desarrollo máximo del envejecimiento hasta el sobreenvejecimiento y luego al regreso del tratamiento de envejecimiento para el desarrollo secuencial.
La temperatura y el tiempo de envejecimiento influyen en el efecto del fortalecimiento del envejecimiento. Los diferentes procesos de tratamiento de envejecimiento pueden afectar directamente la resistencia a la tracción, el límite elástico, el alargamiento y el grado de corrosión intergranular de la aleación de aluminio. Ya en 1989, Alcoa registró y declaró la primera especificación del proceso de tratamiento RRA con el nombre del estado de tratamiento térmico de T77, que también es la primera aplicación industrial de la especificación del proceso de tratamiento térmico. Esta especificación del proceso se puede utilizar como tratamiento térmico. Guía de operación del proceso para aleación de aluminio 7150. La placa gruesa de aleación de aluminio 7150 y las piezas extruidas producidas mediante este proceso se utilizan ampliamente en aviones de transporte militar C-17. En China, la tecnología clave de aleación de aluminio de alto rendimiento que utiliza tecnología de tratamiento térmico T77 aún está en proceso de desarrollo y no se ha industrializado.
El proceso de tratamiento térmico también incluye tratamiento térmico de deformación, el tratamiento térmico de deformación se realiza mediante la combinación de deformación termoplástica y proceso de tratamiento térmico, el uso del tratamiento térmico de deformación se puede utilizar para mejorar la distribución de la fase de precipitación de transición y la estructura fina de la aleación en el interior. , el tratamiento térmico de deformación razonable puede hacer que la aleación de aluminio obtenga mayor resistencia, tenacidad y resistencia a la corrosión. El proceso de tratamiento térmico por deformación se propuso ya en 1981 y se utiliza principalmente en aleaciones estructurales aeroespaciales. El tratamiento térmico de deformación tiene un efecto obvio en la mejora de las propiedades mecánicas de las aleaciones 7050 y 7475.
En China, sólo existen más de 100 tipos de procesos de tratamiento térmico de aleaciones de aluminio, y todavía hay una gran distancia con más de 370 tipos de países extranjeros. Deberíamos aumentar el desarrollo del proceso de tratamiento térmico y acortar la distancia de la tecnología básica de tratamiento térmico de aleaciones de aluminio en los países desarrollados.
03, proceso de impresión 3D de aleación de aluminio de alta resistencia
El desarrollo de tecnología de proceso de aleación de aluminio de alta resistencia, automatizada, de alta eficiencia y de bajo costo ha recibido la atención de la industria aeroespacial, y la tecnología de impresión 3D de aleación de aluminio o aleación de titanio a gran escala es el foco de atención aeroespacial actual. La tecnología de impresión 3D, como posible tecnología estratégica en China, desempeña un papel vital en el desarrollo de aplicaciones de ingeniería.
En el ámbito aeroespacial, aunquealeación de aluminiotiene una gran cantidad de aplicaciones, pero el proceso de aplicación real en comparación con la aleación de titanio y los materiales compuestos tiene ciertos inconvenientes, como la aleación de aluminio expuesta a más de 160 grados en la aplicación de propiedades mecánicas y resistencia a la corrosión, las propiedades de fatiga disminuirán y con la extensión del uso del tiempo se suavizará y envejecerá. Por lo tanto, queda mucho trabajo por hacer para mejorar el rendimiento integral de la aleación de aluminio en condiciones de trabajo extremas.
A través de la madurez continua de la tecnología de impresión 3D, el desarrollo de polvo de aleación de aluminio de alta resistencia también continúa, y continúan surgiendo nuevos materiales de aleación de aluminio que continúan actualizando nuevos máximos en rendimiento. Por ejemplo, Amaero HOT Al, un nuevo tipo de aleación de aluminio desarrollado conjuntamente por Amaero y la Universidad de Monash en Australia, puede alcanzar una estabilidad a largo plazo a 260 grados C después de la impresión 3D y luego continuar sometiéndose a un tratamiento térmico y endurecimiento por envejecimiento. El desarrollo de nuevos materiales comerciales de aleación de aluminio de alta resistencia para adaptarse al proceso de impresión 3D para lograr el rendimiento de fabricación inteligente de la aleación de aluminio controlable y de forma altamente compleja se ha convertido en la principal tendencia de desarrollo futuro. Se pueden esperar perspectivas de desarrollo de la impresión 3D de aleación de aluminio, utilizada principalmente en los campos aeroespacial y militar.
