Mar chóimhiotal éadrom atá ríthábhachtach do threalamh iompair eitlíochta, tá dlúthbhaint ag na hairíonna meicniúla macrascópacha de chóimhiotal alúmanaim lena mhicrostruchtúr. Trí na príomhghnéithe cóimhiotalacha a athrú sa struchtúr cóimhiotail alúmanaim, is féidir microstruchtúr an chóimhiotail alúmanaim a athrú, agus is féidir feabhas suntasach a chur ar airíonna meicniúla macrascópacha agus airíonna eile (mar fhriotaíocht creimthe agus feidhmíocht táthúcháin). Go dtí seo, is é Microalloying an straitéis forbartha teicneolaíochta is bisiúla chun microstruchtúr cóimhiotail alúmanaim a bharrfheabhsú agus chun airíonna cuimsitheacha na n -ábhar cóimhiotail alúmanaim a fheabhsú.Scanríoch(SC) an feabhsaitheoir eilimint microalloying is éifeachtaí is eol do chóimhiotail alúmanaim. Tá tuaslagthacht scandium i maitrís alúmanaim níos lú ná 0.35 wt. Tá iléifeachtaí fisiciúla ag Scandium i gcóimhiotail alúmanaim, lena n -áirítear neartú tuaslagáin sholadach, neartú na gcáithníní, agus toirmeasc ar athchriostalú. Tabharfaidh an t -airteagal seo isteach an fhorbairt stairiúil, an dul chun cinn is déanaí, agus na feidhmchláir fhéideartha de scandium ina bhfuil cóimhiotail alúmanaim i réimse na déantúsaíochta trealaimh eitlíochta.
Taighde agus forbairt ar chóimhiotal scandium alúmanaim
Is féidir scandium a chur leis mar ghné chóimhiotalaithe le cóimhiotail alúmanaim a rianú siar go dtí na 1960í. Ag an am sin, rinneadh an chuid is mó den obair i gcórais dhénártha al SC agus trínártha Almg SC SC. Sna 1970í, rinne Institiúid Baykov na hEolaíochta Metallurgy and Ábhair in Acadamh Sóivéadach na nEolaíochtaí agus taighde cóimhiotail uile na Rúise staidéar córasach ar fhoirm agus ar mheicníocht scandium i gcóimhiotail alúmanaim. Tar éis beagnach daichead bliain d’iarracht, forbraíodh 14 ghrád de chóimhiotail scandium alúmanaim i dtrí shraith mhór (Al MG SC, Al Li SC, Al Zn Mg SC). Tá tuaslagthacht na n-adamh scandium in alúmanam íseal, agus trí úsáid a bhaint as próisis chóireála teasa cuí, is féidir deascadh nana nano AL3SC ard-dlúis a mhaolú. Tá an chéim deasctha seo beagnach sféarúil, le cáithníní beaga agus dáileadh scaipthe, agus tá caidreamh maith comhleanúnach aici leis an maitrís alúmanaim, ar féidir leis feabhas mór a chur ar neart teocht an tseomra cóimhiotail alúmanaim. Ina theannta sin, tá cobhsaíocht mhaith teirmeach ag AL3SC nana agus friotaíocht ghéar ag teochtaí arda (laistigh de 400 ℃), rud atá thar a bheith tairbheach do fhriotaíocht teasa láidir an chóimhiotail. I Rúisis a rinne cóimhiotail scandium alúmanaim, tá an -aird tugtha ag Alloy 1570 mar gheall ar a neart is airde agus an t -iarratas is leithne. Taispeánann an cóimhiotal seo feidhmíocht den scoth sa raon teochta oibre -196 ℃ go 70 ℃ agus tá superplasticity nádúrtha aige, ar féidir leis ionad an chóimhiotail alúmanaim LF6 a dhéantar (cóimhiotal alúmanaim alúmanaim atá comhdhéanta den chuid is mó de alúmanam, maignéisiam, copair, mangainéise, agus silicon a fheabhsú go mór) le haghaidh feidhmíocht ualach -ualach. Ina theannta sin, d'fhorbair an Rúis cóimhiotail scandium alúmanaim since maignéisiam, arna léiriú ag 1970, le neart ábhartha de níos mó ná 500MPA.
Stádas tionsclaíochtaCóimhiotal scandium alúmanaim
In 2015, d'eisigh an tAontas Eorpach “Treochlár Metallurgical Eorpach: Ionchais do Dhéantóirí agus Úsáideoirí Deiridh”, ag moladh staidéar a dhéanamh ar tháthú alúmanaimcóimhiotail scandium maignéisiam. I Meán Fómhair 2020, d'eisigh an tAontas Eorpach liosta de 29 príomh -acmhainn mhianraí, lena n -áirítear Scandium. Tá neart agus caoinfhulaingt ard -damáiste ag an gcóimhiotal scandium alúmanaim 5024H116 a d'fhorbair Ale Aluminum sa Ghearmáin, rud a chiallaíonn gur ábhar an -tuar dóchais é do chraiceann fuselage. Is féidir é a úsáid chun cóimhiotail alúmanaim traidisiúnta 2xxx a athsholáthar agus tá sé curtha san áireamh i leabhar soláthair ábhair AIMS03-01-055 Airbus. Is grád feabhsaithe de 5024 é 5028, atá oiriúnach do tháthú léasair agus do tháthú cuimilte. Féadann sé an próiseas foirmithe creep a bhaint amach de phainéil bhalla hyperbolic lárnach, atá frithsheasmhach in aghaidh creimthe agus nach dteastaíonn sciath alúmanaim uaidh. I gcomparáid le 2524 cóimhiotal, is féidir le struchtúr painéil bhalla foriomlán an fhleascáin laghdú meáchain struchtúrtha 5% a bhaint amach. Baineadh úsáid as an mbileog chóimhiotail scandium alúmanaim AA5024-H116 a tháirgeann cuideachta alúmanaim AILI chun comhpháirteanna struchtúracha aerárthaí agus spásárthaí a mhonarú. Is é tiús tipiciúil an bhileog chóimhiotail AA5024-H116 1.6mm go 8.0mm, agus mar gheall ar a dhlús íseal, airíonna meicniúla measartha, friotaíocht creimthe ard, agus diall déine tríthoiseach, is féidir é a athsholáthar mar an t-ábhar craicinn fuselage. Faoi láthair, tá an bhileog chóimhiotail AA5024-H116 deimhnithe ag Airbus AIMS03-04-055. I mí na Nollag 2018, d'eisigh an Aireacht Tionscail agus Teicneolaíocht Faisnéise na Síne an “Catalóg Treoraithe don chéad bhaisc de thaispeántais iarratais thánaisteacha ar phríomhábhair nua (eagrán 2018)”, lena n-áirítear “ocsaíd scandium ard-íonachta” i gcatalóg forbartha an tionscail ábhair nua. In 2019, d'eisigh an Aireacht Tionscail agus Teicneolaíocht Faisnéise na Síne an “chatalóg threorach don chéad bhaisc d'iarratais taispeántais ar phríomhábhair nua (eagrán 2019)”, lena n -áirítear “SC ina bhfuil ábhair phróiseála cóimhiotail alúmanaim agus sreanga táthúcháin Al Si SI” i gcatalóg forbartha an tionscail ábhar nua. Grúpa Alúmanaim na Síne Tá cóimhiotal 5B70 AL MG SC ZR forbartha ag Northeast Light Alloy ina bhfuil Scandium agus Zirconium. I gcomparáid le cóimhiotal traidisiúnta AL MG 5083 gan scandium agus zirconium, tá méadú níos mó ná 30%ar a thoradh agus a neart teanntachta. Thairis sin, is féidir le cóimhiotal Al MG SC ZR friotaíocht creimthe inchomparáide a choinneáil in aghaidh an chóimhiotail 5083. Faoi láthair, na príomhfhiontair intíre le grád tionsclaíochcóimhiotal scandium alúmanaimIs iad cumas táirgthe Cuideachta Alloy Light Oirthuaisceart agus Tionscal Alúmanaim an Iardheiscirt. Is féidir leis an mbileog chóimhiotail scandium alúmanaim 5B70 arna fhorbairt ag Northeast Light Alloy Co. Is féidir táirgí bileoige tanaí agus táirgí próifíle a oiriúnú le haghaidh táirgthe, le raon tiús 2mm go 6mm agus uasmhéid de 1500mm. D'fhorbair alúmanam an Iardheiscirt ábhar 5K40 go neamhspleách agus rinne sé dul chun cinn suntasach i bhforbairt plátaí tanaí. Is cóimhiotal ama é Al Zn Mg alloy a bhfuil neart ard, feidhmíocht phróiseála maith aige, agus feidhmíocht táthú den scoth. Is ábhar struchtúrach fíor -riachtanach agus tábhachtach é i bhfeithiclí iompair reatha mar eitleáin. Ar bhonn mheán -mheánmhéide is féidir le Alzn Mg, ag cur eilimintí cóimhiotail scandium agus zirconium a chur leis nanacháithníní beaga agus scaipthe AL3 (SC, ZR) sa mhicrostruchtúr, ag feabhsú go mór na hairíonna meicniúla agus friotaíocht creimthe struis an chóimhiotail. Tá cóimhiotal scandium alúmanaim trínártha forbartha ag Ionad Taighde Langley de NASA leis an ngrád C557, atá réidh le cur i bhfeidhm i misin mhúnla. Tá an neart statach, iomadú crack, agus déine briste an chóimhiotail seo ag teocht íseal (-200 ℃), teocht an tseomra, agus teocht ard (107 ℃) cothrom le nó níos fearr ná iad siúd de 2524 cóimhiotal. D'fhorbair Ollscoil Northwestern sna Stáit Aontaithe an cóimhiotal alúmanaim atá ultra-ard ALZN MG SC 7000, le neart teanntachta suas le 680MPA. Cruthaíodh patrún na forbartha comhoibrithe idir cóimhiotal scandium alúmanaim ard-neart ard agus neart ultra-ard Al Zn Mg SC. Is cóimhiotal alúmanaim ard-neart é cóimhiotal al Zn Mg Cu SC le neart teanntachta níos mó ná 800 MPa. Faoi láthair, comhdhéanamh ainmniúil agus paraiméadair bhunúsacha feidhmíochta na bpríomhghráidcóimhiotal scandium alúmanaimdéantar achoimre orthu mar seo a leanas, mar a thaispeántar i dTáblaí 1 agus 2.
Tábla 1 | Comhdhéanamh ainmniúil cóimhiotal scandium alúmanaim
Tábla 2 | Microstruchtúr agus airíonna teanntachta cóimhiotal scandium alúmanaim
Ionchais Iarratais ar Alloy Scandium Alúmanaim
Cuireadh cóimhiotail ard-neart al Zn Mg Cu SC agus Al Culi SC i bhfeidhm ar chomhpháirteanna struchtúracha a bhfuil ualach orthu, lena n-áirítear scairdeanna troda MiG-21 agus MiG-29 na Rúise. Tá painéal na spásárthaí Rúise “Mars-1 ″ déanta as cóimhiotal scandium alúmanaim 1570, le laghdú meáchain iomlán de 20%. Déantar na comhpháirteanna ualaigh de mhodúl ionstraime na spásárthaí MARS-96 de chóimhiotal alúmanaim 1970 ina bhfuil scandium, ag laghdú meáchan na modúl ionstraime 10%. Sa chlár “Clean Sky” agus tionscadal “Bealach Eitilte 2050” an AE, rinne Airbus dearadh dorais, taighde agus forbairt, déantúsaíocht, agus tástála suiteála le haghaidh aerárthaí A321 bunaithe ar chóimhiotal scandium alúmanam AA5028-H116 de 5024 alloy aluminum scandium. Léirigh cóimhiotail scandium alúmanaim a léirigh AA5028 feidhmíocht próiseála agus táthú den scoth. Úsáid a bhaint as teicnící táthúcháin ardleibhéil ar nós táthú cuimilte agus táthú léasair chun nasc iontaofa scandium ina bhfuil ábhair chóimhiotail alúmanaim a bhaint amach. Ní hamháin go gcoinníonn cur i bhfeidhm de réir a chéile “táthú in ionad seamadh” i struchtúir phlátaí tanaí aerárthaí comhsheasmhacht ábhar aerárthaí agus sláine struchtúrach, ag baint amach déantúsaíocht éifeachtach agus ar chostas íseal, ach tá éifeachtaí laghdaithe meáchain agus séalaithe aige freisin. Tá an taighde a rinneadh ar chóimhiotal alúmanaim 5B70 ag an tSín Aerospace Institute Institiúid Taighde Ábhair Speisialta briste trí theicneolaíochtaí sníomh láidir na gcomhpháirteanna tiús balla athraitheach, rialú friotaíochta creimthe agus meaitseáil neart, agus rialú strus iarmharach táthú. D'ullmhaigh sé sreang táthú oiriúnaitheach scandium alúmanaim, agus is féidir leis an gcomhéifeacht comhréireachta cuimilte atá ag corraíl le haghaidh plátaí tiubha sa chóimhiotal teacht ar 0.92. Rinne Acadamh Spáis na Síne, Ollscoil an Deiscirt, agus daoine eile tástála feidhmíochta meicniúla fairsinge agus turgnaimh phróisis ar an ábhar 5B70, uasghrádú agus athrá ar an scéim roghnúcháin ábhair struchtúrtha do 5A06, agus tá tús curtha acu le cóimhiotal alúmanaim 5B70 a chur i bhfeidhm ar phríomhstruchtúr na bpanels balla athneartaithe de chábán séalaithe an stáisiúin spáis. Tá an painéal balla foriomlán den chábán brúite ar an struchtúr pláta deartha le meascán de easnacha craicinn agus treisithe, ag baint amach comhtháthú struchtúrach níos airde agus ag barrfheabhsú meáchain. Cé go bhfeabhsaíonn sé déine agus neart foriomlán, laghdaíonn sé líon agus castacht na gcomhpháirteanna a nascadh, rud a laghdaíonn meáchan a thuilleadh agus ardfheidhmíocht a choinneáil ag an am céanna. Le cur chun cinn na hinnealtóireachta ábhartha 5B70 a chur chun cinn, méadóidh agus sáróidh an úsáid d'ábhar 5B70 de réir a chéile agus sáróidh sé an tairseach soláthair íosta, a chuideoidh le táirgeadh leanúnach agus cáilíocht sheasmhach amhábhar a chinntiú, agus a laghdóidh go suntasach praghsanna amhábhair. Mar a luadh níos luaithe, cé gur feabhsaíodh go leor airíonna cóimhiotail alúmanaim trí mhicrea -scaoll scandium, cuireann praghas ard agus ganntanas scandium teorainn le raon iarratais cóimhiotail scandium alúmanaim. I gcomparáid le hábhair chóimhiotail alúmanaim ar nós Al Cu, Al Zn, Al Znmg, Scandium ina bhfuil ábhair chóimhiotail alúmanaim, tá airíonna meicniúla cuimsitheacha maithe, friotaíocht creimthe, agus tréithe próiseála den scoth, a fhágann go bhfuil ionchais leathana acu i ndéantúsaíocht príomh -chomhpháirteanna struchtúracha i réimsí tionsclaíocha mar aerópacht. Leis an taighde leanúnach a dhéanamh ar theicneolaíocht microalloying Scandium agus feabhas a chur ar mheaitseáil an tslabhra soláthair agus an tslabhra tionsclaíoch, feabhsóidh na fachtóirí praghais agus costais a chuireann srian ar chur i bhfeidhm tionsclaíoch mórscála cóimhiotail alúmanaim scandium de réir a chéile. Mar gheall ar na hairíonna meicniúla cuimsitheacha cuimsitheacha, friotaíocht creimthe, agus tréithe próiseála den scoth de chóimhiotail scandium alúmanaim, tá buntáistí soiléire laghdaithe meáchain struchtúrtha acu agus poitéinseal forleathan i réimse na déantúsaíochta trealaimh eitlíochta.
Am Post: Deireadh Fómhair-29-2024