Tecnologia dei materiali in lega di alluminio aeronautico
Lo scenario di utilizzo finale della lega di alluminio è direttamente correlato all'intero processo di produzione e diversi scenari applicativi dipendono dal controllo del processo di produzione, ovvero dal processo di lavorazione.
01, processo di produzione di profili di estrusione in lega di alluminio ad alta resistenza
La lega di alluminio ad alta resistenza ha una varietà di forme nel processo di applicazione, principalmente profili di alluminio, lastre di alluminio, polvere per stampa 3D e altre forme. Tra questi, i profili in lega di alluminio hanno caratteristiche eccellenti come leggerezza, elevata resistenza e processo di saldatura maturo.Alluminioi profili possono essere ampiamente utilizzati come parti portanti strutturali di grandi dimensioni nei settori aerospaziale e del trasporto ferroviario. Il processo di produzione dei profili in alluminio adotta principalmente il processo di stampaggio a pultrusione continua per migliorare l'efficienza produttiva e l'orientamento della precompressione per migliorare le proprietà meccaniche dei profili. Nel processo di estrusione di profili di alluminio, nel metodo di estrusione continua con più cicli di estrusione, si formerà un'interfaccia tra le due billette di estrusione adiacenti, facendo aumentare la lunghezza di estensione dell'interfaccia nel profilo, poiché la saldatura trasversale influenzerà notevolmente la vita utile dei profili in alluminio, con conseguente forte diminuzione della durata a fatica.
02, processo di trattamento termico
Le prestazioni globali dei materiali in lega di alluminio per migliorare il rapporto di composizione del materiale, dipendono in larga misura dai parametri tecnici del processo nel controllo del processo di produzione, il metodo di trattamento termico appropriato può influenzare notevolmente le prestazioni globali dei materiali in lega di alluminio, quindi per prestazioni diverse i requisiti della lega di alluminio dovrebbero essere sviluppati una tecnologia di trattamento termico adeguata per migliorare le prestazioni globali dei materiali in lega di alluminio.
Utilizzando un processo di ricottura omogeneizzante ad alta temperatura per trattare la lega di alluminio, la fase di rafforzamento dell'invecchiamento e la fase residua di non equilibrio possono essere solidamente dissolte nella matrice nella misura massima e la loro distribuzione uniforme può aumentare la concentrazione della soluzione solida dopo la soluzione solida e ottenere l'effetto di migliorare il rafforzamento dell'invecchiamento. Allo stesso tempo, secondo il processo di trattamento termico combinato di grandi pezzi fucinati in lega di alluminio, vale a dire deformazione a caldo, omogeneizzazione intermedia ad alta temperatura e processo di trattamento con soluzione ad alta temperatura, l'intera progettazione dei parametri del processo di trattamento termico può migliorare la resistenza e migliorare le prestazioni di tensocorrosione .
Generalesolido in lega di alluminioIl processo di trattamento della soluzione è diviso in due tipi: trattamento con soluzione solida convenzionale e trattamento con soluzione solida composita, di cui il trattamento con soluzione solida composita si riferisce al rafforzamento della soluzione solida e al trattamento di pre-precipitazione ad alta temperatura. Nella fase iniziale di colata del lingotto, il processo di ricottura di omogeneizzazione del trattamento a temperatura normale e del trattamento a bassa temperatura può controllare la precipitazione degli elementi di transizione e gli elementi di transizione hanno un evidente effetto di inibizione sulla ricristallizzazione, che può migliorare l'effetto di rafforzamento della sottostruttura della lega fino a un livello una certa misura, quindi migliorare la tenacità alla frattura e la resistenza alla tensocorrosione della lega e indebolire efficacemente l'anisotropia del materiale.
Anche il trattamento di invecchiamento nel trattamento termico della lega di alluminio ad alta resistenza svolge un ruolo cruciale nelle prestazioni della lega di alluminio e esistono tre forme principali di trattamento di invecchiamento, invecchiamento di picco, invecchiamento bipolare e invecchiamento di regressione. L'obiettivo dello sviluppo del trattamento di invecchiamento è rendere la lega di alluminio più resistente, più tenace, più resistente alla corrosione e alla fatica e altre proprietà complete, lo sviluppo dello stato del trattamento termico è lungo la direzione da T6 a T73 a T76 a T736 a T77 , il trattamento dell'invecchiamento va dal picco di sviluppo dell'invecchiamento all'invecchiamento eccessivo e quindi al ritorno al trattamento di re-invecchiamento per lo sviluppo sequenziale.
La temperatura e il tempo di invecchiamento influiscono sull'effetto di rafforzamento dell'invecchiamento. Diversi processi di trattamento dell'invecchiamento possono influenzare direttamente la resistenza alla trazione, la resistenza allo snervamento, l'allungamento e il grado di corrosione intergranulare della lega di alluminio. Già nel 1989, Alcoa ha registrato e dichiarato la prima specifica del processo di trattamento RRA con il nome dello stato di trattamento termico T77, che è anche la prima applicazione industriale della specifica del processo di trattamento termico, questa specifica di processo può essere utilizzata come trattamento termico guida operativa al processo per la lega di alluminio 7150. La piastra spessa in lega di alluminio 7150 e le parti estruse prodotte da questo processo sono ampiamente utilizzate negli aerei da trasporto militare C-17. In Cina, la tecnologia chiave della lega di alluminio ad alte prestazioni che utilizza la tecnologia di trattamento termico T77 è ancora in fase di sviluppo e non è stata industrializzata.
Il processo di trattamento termico comprende anche il trattamento termico di deformazione, il trattamento termico di deformazione avviene attraverso la combinazione di deformazione termoplastica e processo di trattamento termico, l'uso del trattamento termico di deformazione può essere utilizzato per migliorare la distribuzione della fase di precipitazione di transizione e la struttura fine della lega all'interno , un trattamento termico di deformazione ragionevole può far sì che la lega di alluminio ottenga maggiore resistenza, tenacità e resistenza alla corrosione. Il processo di trattamento termico per deformazione è stato proposto già nel 1981 ed è utilizzato principalmente nelle leghe strutturali aerospaziali. Il trattamento termico di deformazione ha effetti evidenti sul miglioramento delle proprietà meccaniche delle leghe 7050 e 7475.
In Cina esistono solo più di 100 tipi di processi di trattamento termico delle leghe di alluminio e c'è ancora una grande distanza da oltre 370 tipi di paesi stranieri. Dovremmo aumentare lo sviluppo del processo di trattamento termico e accorciare la distanza della tecnologia di trattamento termico di base delle leghe di alluminio nei paesi sviluppati.
03, processo di stampa 3D in lega di alluminio ad alta resistenza
Lo sviluppo di una tecnologia di processo automatizzata per leghe di alluminio ad alta resistenza a basso costo, ad alta efficienza ha ricevuto l’attenzione del settore aerospaziale e la tecnologia di stampa 3D su larga scala in lega di alluminio o lega di titanio è al centro dell’attuale attenzione aerospaziale. La tecnologia di stampa 3D, come potenziale tecnologia strategica in Cina, svolge un ruolo vitale nello sviluppo di applicazioni ingegneristiche.
In campo aerospaziale, peròLega di alluminioha un gran numero di applicazioni, ma l'effettivo processo di applicazione rispetto alla lega di titanio e ai materiali compositi presenta alcuni inconvenienti, come la lega di alluminio esposta a più di 160 gradi nell'applicazione delle proprietà meccaniche e della resistenza alla corrosione, le proprietà di fatica diminuiranno e con il prolungamento dell'uso del tempo si ammorbidisce e invecchia. Pertanto, c’è ancora molto lavoro da fare per migliorare le prestazioni complessive della lega di alluminio in condizioni di lavoro estreme.
Attraverso la continua maturità della tecnologia di stampa 3D, continua anche lo sviluppo di polvere di lega di alluminio ad alta resistenza e nuovi materiali in lega di alluminio continuano ad emergere e continuano a rinfrescare nuovi massimi livelli di prestazioni. Ad esempio, Amaero HOT Al, un nuovo tipo di lega di alluminio sviluppata congiuntamente da Amaero e dalla Monash University in Australia, può raggiungere stabilità a lungo termine a 260 gradi C dopo la stampa 3D e quindi continuare a subire un trattamento termico e un indurimento per invecchiamento. Lo sviluppo di nuovi materiali commerciali in lega di alluminio ad alta resistenza per adattarsi al processo di stampa 3D per ottenere prestazioni di produzione intelligenti di forme controllabili e altamente complesse in lega di alluminio è diventata la tendenza principale dello sviluppo futuro. Si possono prevedere prospettive di sviluppo della stampa 3D in lega di alluminio, utilizzata principalmente nei settori aerospaziale e militare.
