铝锂合金：现代飞机新型材料的选择铝锂合金是什么材料( 二 ) _资源

在航空领域空，许多先进战斗机和民用飞机都选择了铝锂合金。1988年，洛克希德·马丁作战飞机系统有限公司、航空空飞机系统有限公司和雷诺兹金属有限公司共同制定了开发2197合金应用的计划——用其厚板制作舱壁甲板。1996年，美国空 F-16飞机开始使用这种合金厚板制造后甲板等部件。除美国外，其他国家如俄罗斯、英国、法国等都在积极推动Al-Li合金在航空航天空航天器上的应用:Westland)EH101直升机25%的结构件采用8090合金，总质量降低约15%；法国第三代拉费尔战斗机计划用铝锂合金制造其结构框架；在俄罗斯，很多战斗机如雅克-36、苏-27、苏-36、米格-29、米格-33都是铝锂合金制造的。
民用飞机方面，中国客车工业股份有限公司的空 A330、A340、A380客机均采用铝锂合金。其中， A330和A340各有3t左右的铝锂合金用于机身结构、桁条等零部件。目前最新的A350客机在原有的基础上首次在机身蒙皮上使用了全新的2198铝锂合金。美国波音747、777客机和麦道系列飞机均采用铝锂合金，其应用部位包括油箱、舱壁、机翼蒙皮、前缘和后缘等。庞巴迪C系列飞机机身也将全部采用全新的铝锂合金。

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3.铝锂合金先进制造技术及发展趋势
1超塑成形和扩散连接技术
超塑性成形和超塑性成形/扩散连接技术(SPF和SPF/DB)是一种几乎无余量、低成本、高效率的特殊成形方法，它利用材料的超塑性，通过吹塑和胀形的方式形成形状复杂、加工难度大的薄壁零件。铝锂合金和其他超塑性材料一样，可以通过合金化或机械热处理获得均匀、细小、等轴的晶粒，从而产生超塑性。铝锂合金的SPF研究始于1980年， 1982年英国超塑成形金属公司在法恩伯勒国际航空空展览会上首次演示了铝锂合金及其超塑F零件的超塑现象。美国Weldalite049合金具有不同的超塑性，在无背压和410-3应变率的507℃固溶处理下，延伸率可达82.9% 。该应变速率明显高于其他铝合金，对解决超塑加工速度低的问题具有重要意义。俄罗斯已经使用SPF技术为1420加工了许多飞机零件，其中一些尺寸为1200毫米600毫米。国内航天材料与技术研究院、北京航天空制造工程研究院等科研单位对铝锂合金的SPF和SPF/DB组合技术做了大量的开创性工作，取得了很多成果。目前，铝锂合金的超塑成形正从二次受力构件向一次受力构件发展，从单一的超塑成形向超塑成形/扩散连接的复合工艺发展，使铝锂合金的加工成本更低、结构更完整、重量更轻。

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剪切纺丝

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2旋压成形技术
旋压技术是集锻造、挤压、拉伸、弯曲等特点于一体的先进技术。剪切纺丝是近年来在传统纺丝技术基础上发展起来的一种新型纺丝技术。它不改变毛坯外径，而是改变其厚度，实现制造锥体等各种轴对称薄壁零件的旋压方法(锥度减薄旋压) 。这种成形方法的特点是转轮受力小，半锥角与壁厚相互影响，材料流动顺畅，表面粗糙度好，成形精度高，难成形材料易于成形、拉伸和旋压。航天器上许多铝锂合金部件为空中心回转薄壳结构，特别适合旋压加工。最典型的部分是运载火箭低温贮箱的圆形顶盖。
美国大力神运载火箭的整流罩由三块直径为0.65米、厚度为10.7毫米的Weldalite049板旋压而成，其中一块中间部分采用变极性等离子弧焊(VPPA)焊接，以343℃/4h的速度消除应力，旋压过程中所有毛坯均采用317℃火焰加热。成型后， 505℃/0.5h固溶处理，水淬；经177℃/18h人工时效后，室温抗拉强度约为600兆帕，在-196℃时提高到700兆帕，具有良好的断裂韧性。奋进号航天飞机的外舱穹顶采用了同样的旋压技术，外舱的筒体部分采用了先进的剪切旋压技术。