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“嫦娥四号”登月成功,航空航天用铝你了解多少?
- 2019-02-18 -

 

2019年1月3日10时26分,嫦娥四号探测器自主探测器成功自主着陆在月球背面,实现人类探测器首次月背软着落,这意味着我国在宇宙探索的领域又往前大大地迈进了一步。而这其中,是多个行业多领域团结奋进,精诚合作的结果。今天就来为大家介绍一下,铝合金材料在航空航天事业方面的应用。

神舟七号飞船用铝

神舟七号工程中不得不提到飞船制作中所使用的铝合金材料。据了解,飞船蒙皮板、运载火箭的3.5米巨型大锻环、飞船骨架的重要关键结构受力件等均由铝合金材料制作而成。

蒙皮板就是飞船的外壳,飞船的外壳就像一个人穿衣服,但这衣服技术含量可一点不低, 既要减少衣服重量,还得保证其本身质量,还需要在硬度上下工夫飞船对蒙皮材料的要求很高,不仅要求质轻,冶金质量高,而且对平直度要求非常严格,飞船越轻越好,这不仅可减少燃料,也可以给其他部件的重量带来一定的‘弹性’。所以,飞船的各个零件构造都要轻,尤其是外壳等部件。而神舟七号的外壳就是由专业铝合金材料制作而成高技术含量的铝合金材料为神舟七号提供了合身的“外衣”

 除了航空飞船的蒙皮板是铝合金材料外,堪称“亚洲第一环”的3.5米巨型大锻环,是运载火箭上最大的铝合金材料。据介绍,自这个巨型大锻环研制成功后,已成批用于发射“神舟”系列飞船的运载火箭上

铝合金在航空航天领域的应用

铝合金在飞机上主要是用作结构材料,如:蒙皮、框架、螺旋桨、油箱、壁板和起落架支柱等。铝合金在航天航空中的应用开发可分为几个阶段:50年代主要目标是减重和提高合金比刚度、比强度;60~70年代主要目标是提高合金耐久性和损伤容限,开发出7XXX系合金T73和T76热处理制度、7050合金和高纯合金;80年代由于燃油价格上涨而要求进一步减轻结构重量;90年代至今铝合金的发展目标是进一步减重,并进一步提高合金的耐久性和损伤容限。例如开发出高强、高韧、高抗腐蚀性能的新型铝合金,大量采用厚板加工成复杂的整体结构部件代替以前用很多零件装配的部件,不但能减轻结构重量,而且可保证性能的稳定。要实现这一点要开发出低内应力的厚板材料。

铝合金厚板是现代航天航空工业重要的结构材料,目前发达国家铝工业界不断开发出性能优异的新型铝合金厚板,其中有以下几种常用合金,其一是7075-T7651铝合金厚板,它具有高的强度、良好的韧性、抗应力性能和抗剥落腐蚀性能,它属于铝-锌-镁-铜系超硬铝合金,其广泛应用于飞机框架、整体壁板、起落架、蒙皮等。其二是7055超硬铝合金,它是目前变形铝合金中强度最高的合金,美国铝业公司生产的 7075-T77合金板材强度比7150的高出10%,比7075高出30%,而且断裂韧性较好,抗疲劳裂纹 扩展能力强。铝合金厚板作为航天航空用材料具有很好的综合性能,但也存在淬火残余应力,残余应力的存在严重影响着材料的后续加工及其应用,尤其是用作承受交变载荷的结构件或在腐蚀环境下工作时,残余应力是造成材料过早失效甚至造成严重事故的一个主要原因。因此研究消除残余应力的方法是十分重要的。

今天为大家介绍了铝合金材料航在空航天事业方面的应用,相信在不久的将来,铝合金材料的研发技术将更加完善,铝合金材料的应用也将更加宽广。

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