Awiasiýa transport enjamlary üçin möhüm ähmiýete eýe bolan ýeňil garyndy hökmünde alýumin ergininiň makroskopiki mehaniki aýratynlyklary onuň mikrostrukturasy bilen ýakyndan baglanyşyklydyr. Alýumin garyndysynyň düzümindäki esasy garyndy elementlerini üýtgetmek bilen, alýumin garyndysynyň mikrostrukturasy üýtgedilip bilner we materialyň makroskopiki mehaniki aýratynlyklary we beýleki häsiýetleri (poslama garşylyk we kebşirleýiş öndürijiligi) ep-esli gowulaşyp biler. Alýumin erginleriniň mikrostrukturasyny optimizirlemek we alýumin garyndy materiallarynyň hemmetaraplaýyn aýratynlyklaryny gowulandyrmak üçin mikroalloýing iň geljegi uly tehnologiki ösüş strategiýasyna öwrüldi.Skandium(Sc) alýumin erginleri bilen tanalýan iň täsirli mikro-garyndy elementini güýçlendiriji. Alýumin matrisasynda skandiniň erginligi 0,35 wt% -den az, alýumin erginlerine skandiý elementiniň mukdaryny goşmak olaryň mikrostrukturasyny netijeli gowulaşdyryp, güýjüni, berkligini, plastisitini, ýylylyk durnuklylygyny we poslama garşylygyny ýokarlandyryp biler. Scandium, alýumin erginlerinde gaty erginleri güýçlendirmek, bölejikleri güýçlendirmek we gaýtadan dikeltmegi gadagan etmek ýaly birnäçe fiziki täsire eýe. Bu makala, awiasiýa enjamlaryny öndürmek pudagynda alýumin erginlerini öz içine alýan skandiniň taryhy ösüşi, soňky ösüşi we mümkin bolan ulanylyşy bilen tanyşdyrar.
Alýumin skandium ergininiň gözleg we ösüşi
Alýumin erginlerine garyndy elementi hökmünde skandiniň goşulmagyny 1960-njy ýyllardan gözbaş alyp bolýar. Şol döwürde işleriň köpüsi ikilik Al Sc we üç taraplaýyn AlMg Sc garyndy ulgamlarynda geçirildi. 1970-nji ýyllarda Sowet Ylymlar akademiýasynyň Baýkow metallurgiýa we materiallar instituty we Russiýanyň ähli ýeňil garyndy gözleg instituty alýumin erginlerinde skandiniň görnüşi we mehanizmi barada yzygiderli gözleg geçirdi. Kyrk ýyl töweregi tagalladan soň üç sany esasy seriýada (Al Mg Sc, Al Li Sc, Al Zn Mg Sc) 14 derejeli alýumin skandium erginleri işlenip düzüldi. Alýuminiýdäki skandium atomlarynyň erginligi pes we degişli ýylylygy bejermek amallaryny ulanmak bilen ýokary dykyzlykly Al3Sc nano çökündileri çöküp biler. Bu ýagyş fazasy sferik diýen ýaly bolup, ownuk bölejikler we dargadylan paýlama bilen we alýumin erginleriniň otag temperatura güýjüni ep-esli ýokarlandyryp bilýän alýumin matrisasy bilen gowy sazlaşykly gatnaşygy bar. Mundan başga-da, Al3Sc nano çökündileri ýokary temperaturada (400 within içinde) gowy ýylylyk durnuklylygyna we birleşmegine garşylygy bar, bu garyndynyň güýçli ýylylyk garşylygy üçin örän peýdalydyr. Rus dilinde öndürilen alýumin skandium erginlerinde, 1570 garyndy iň ýokary güýji we iň giň ulanylyşy sebäpli köpleriň ünsüni özüne çekdi. Bu garyndy, iş temperaturasynyň -196 ℃ 70 range aralygynda ajaýyp öndürijiligini görkezýär we suwuk kislorod gurşawynda ýük göteriji kebşirleýiş gurluşlary üçin Russiýada öndürilen LF6 alýumin garyndysyny (esasan alýumin, magniý, mis, marganes we kremniýden ybarat alýumin magniý garyndysy) çalşyp bilýän tebigy superplastiklige eýe. Mundan başga-da, Russiýa, maddy güýji 500MPa-dan ýokary bolan 1970-nji ýylda görkezilen alýumin sink magniý skandium erginlerini öndürdi.
Senagatlaşma ýagdaýyAlýumin skandium garyndysy
2015ewropa Bileleşigi 2015-nji ýylda “Europeanewropanyň Metallurgiýa mol kartasy: Öndürijileriň we ahyrky ulanyjylaryň geljegi” neşir etdi, alýuminiň kebşirlemesini öwrenmegi teklip etdimagniý skandium erginleri. 2020-nji ýylyň sentýabr aýynda Unionewropa Bileleşigi skandium ýaly 29 esasy mineral baýlyklaryň sanawyny çykardy. Germaniýada Ale Alýuminiý tarapyndan işlenip düzülen 5024H116 alýumin magniý skandium garyndysy orta we ýokary güýç we ýokary zyýana çydamlylyga eýe bolup, ýelken derisi üçin geljegi uly material bolýar. Adaty 2xxx seriýaly alýumin erginlerini çalyşmak üçin ulanylyp bilner we Airbusyň AIMS03-01-055 material satyn alyş kitabyna girizildi. 5028, lazer kebşirlemek we sürtülme kebşirlemek üçin amatly 5024 derejesidir. Poslama garşy we alýumin örtügini talap etmeýän giperboliki integral diwar panelleriniň süýşmegini emele getirip biler. 2524 garyndysy bilen deňeşdirilende, ýelkeniň diwar paneliniň umumy gurluşy 5% gurluş agramyny peseldip biler. Aili Alýumin kompaniýasy tarapyndan öndürilen AA5024-H116 alýumin skandium garyndy listi uçar ýelkenini we kosmos gämileriniň gurluş böleklerini öndürmek üçin ulanyldy. AA5024-H116 garyndy listiniň adaty galyňlygy 1,6 mm-den 8.0mm, pes dykyzlygy, orta mehaniki häsiýetleri, ýokary poslama garşylygy we berk ölçegli gyşarmasy sebäpli 2524 garyndysyny ýelmenen deri materialy hökmünde çalşyp biler. Häzirki wagtda AA5024-H116 garyndy listi Airbus AIMS03-04-055 tarapyndan tassyklandy. 2018-nji ýylyň dekabrynda Hytaýyň Senagat we maglumat tehnologiýasy ministrligi täze materiallar pudagynyň ösüş katalogyna “ýokary arassalyk skandium oksidi” goşýan “Esasy täze materiallaryň ikinji derejeli amaly görkezişleriniň birinji topary üçin gollanma katalogy” (2018 neşir) neşir etdi. 2019-njy ýylda Hytaýyň Senagat we maglumat tehnologiýasy ministrligi täze materiallar pudagynyň ösüş katalogyna “Alýumin garyndysyny gaýtadan işleýän materiallary we Al Si Sc kebşirleýji simleri öz içine alýan esasy täze materiallaryň görkeziş programmalarynyň birinji topary üçin gollanma katalogy” (2019 neşir) neşir etdi. Hytaý alýumin topary demirgazyk-gündogar ýagtylyk garyndysy, skandium we sirkony öz içine alýan Al Mg Sc Zr 5B70 garyndysyny öndürdi. Adaty Al Mg seriýasy 5083 skandiý we sirkonium garyndysy bilen deňeşdirilende, onuň hasyllylygy we dartyş güýji 30% -den gowrak ýokarlandy. Mundan başga-da, Al Mg Sc Zr garyndysy 5083 garyndysyna deňeşdirip boljak poslama garşylygy saklap biler. Häzirki wagtda senagat derejesi bolan esasy içerki kärhanalaralýumin skandium garyndysyönümçilik kuwwaty Demirgazyk-gündogar ýeňil garyndy kompaniýasy we günorta-günbatar alýumin önümçiligi. Demirgazyk-gündogar Light Alloy Co., Ltd. tarapyndan işlenip düzülen uly göwrümli 5B70 alýumin skandium garyndy listi, iň ýokary galyňlygy 70mm we iň giňligi 3500mm bolan uly alýumin garyndy galyň plitalary üpjün edip biler; Inçe list önümleri we profil önümleri galyňlygy 2 mm-den 6mm we iň giňligi 1500mm bolan önümçilik üçin düzülip bilner. Günorta-Günbatar Alýumin 5K40 materialy özbaşdak ösdürdi we inçe plitalaryň ösüşinde möhüm ösüş gazandy. Al Zn Mg garyndysy ýokary güýçli, gowy gaýtadan işleýiş we ajaýyp kebşirleýiş öndürijiligi bilen gatylaşdyrýan ergin. Uçarlar ýaly häzirki ulag ulaglarynda aýrylmaz we möhüm gurluş materialy. Orta güýçli kebşirlenýän AlZn Mg esasynda, skandium we sirkonium garyndy elementlerini goşmak, mikrostrukturada ownuk we dargadylan Al3 (Sc, Zr) nanopartikullary emele getirip, garyndynyň mehaniki aýratynlyklaryny we stres poslama garşylygyny ep-esli gowulandyrýar. NASA-nyň Langli gözleg merkezi, model missiýalarynda ulanylmaga taýyn C557 derejeli üç taraplaýyn alýumin skandium garyndysyny döretdi. Pes temperaturada (-200 ℃), otag temperaturasynda we ýokary temperaturada (107 ℃) bu garyndynyň statiki güýji, döwülmegi we döwülmegi gatylygy 2524 garyndysyna deňdir ýa-da has gowudyr. ABŞ-nyň demirgazyk-günbatar uniwersiteti, dartyş güýji 680MPa çenli bolan AlZn Mg Sc garyndysy 7000 seriýaly ultra ýokary güýçli alýumin garyndysyny öndürdi. Orta ýokary güýçli alýumin skandium garyndysy bilen aşa ýokary güýçli Al Zn Mg Sc arasynda bilelikdäki ösüşiň nusgasy emele geldi. Al Zn Mg Cu Sc garyndysy, ýokary güýji 800 MPa-dan ýokary bolan güýçli alýumin garyndysydyr. Häzirki wagtda esasy synplaryň nominal düzümi we esasy öndürijilik parametrlerialýumin skandium garyndysy1-nji we 2-nji tablisalarda görkezilişi ýaly aşakdaky ýaly jemlenendir.
1-nji tablisa | Alýumin skandiý ergininiň nominal düzümi
2-nji tablisa | Alýumin skandium ergininiň mikrostrukturasy we dartyş aýratynlyklary
Alýumin skandium ergininiň ulanylyş perspektiwalary
Güýçli Al Zn Mg Cu Sc we Al CuLi Sc erginleri, Russiýanyň MiG-21 we MiG-29 söweş uçarlaryny goşmak bilen, ýük göteriji gurluş düzüm böleklerine ulanyldy. Rus kosmos gämisiniň “Mars-1” dolandyryş paneli, umumy agramy 20 göterim azalmak bilen 1570 sany alýumin skandium garyndysyndan ýasalýar. Mars-96 kosmos gämisiniň gural modulynyň ýük göteriji bölekleri 1970-nji ýylda skandiý saklaýan alýumin garyndysyndan ýasalýar, gural modulynyň agramyny 10 göterim azaldýar. AA5028-H116 mirasdüşer derejeli alýumin skandium erginine esaslanýan A321 uçarlary üçin uçuşlar, AA5028 bilen görkezilen alýuminiý skandium erginleriniň ajaýyp gaýtadan işleýiş we kebşirleýiş öndürijiligini görkezdi, diňe kebşirleýiş armaturalary däl-de, kebşirleýiş enjamlaryny berkitmek Uçar materiallarynyň yzygiderliligini we gurluş bütewiligini saklaýar, netijeli we arzan çykdajyly önümçilige ýetýär, şeýle hem agramy azaltmak we möhürlemek effektlerine eýe. Hytaý Aerokosmos Specialörite materiallar gözleg instituty tarapyndan alýumin skandium garyndysynyň ulanylyş gözlegleri, üýtgeýän diwar galyňlygynyň bölekleriniň güýçli egirme tehnologiýalaryny we kebşirleýiş galyndylaryny berkitmek. garyndydaky galyň plitalar üçin 0.92 ýetip biler. Hytaýyň kosmos tehnologiýasy akademiýasy, Merkezi Günorta uniwersiteti we beýlekiler 5B70 materialynda giň mehaniki öndürijilik synaglaryny geçirdi we gaýtadan işledi, 5A06 üçin gurluş materiallaryny saýlamak shemasyny täzeledi we kosmos stansiýasynyň möhürlenen kabinasynyň umumy berkidilen diwar paneliniň esasy gurluşyna ulanyp başlady gapyrgalar, has ýokary gurluş integrasiýasyna we agramy optimizasiýa etmek bilen, umumy berkligi we berkligi ýokarlandyrmak bilen, ýokary öndürijiligi saklamak bilen agramy hasam azaldar, 5B70 material in engineeringenerçiliginiň ulanylmagy bilen kem-kemden ýokarlanar we çig malyň bahasynyň ep-esli ýokarlanmagyna sebäp bolar skandiumyň gytlygy Alýuminiý skandium erginleriniň ulanylyş diapazonyny çäklendirýär, Al Cu, Al Zn, Al ZnMg ýaly alýumin garyndy materiallary bilen deňeşdirilende, alýumin garyndy materiallaryny öz içine alýan skandiý oňat giňişleýin mehaniki aýratynlyklara, poslama garşylygy we senagat meýdanlaryndaky önümçilik zynjyrynyň esasy önümçilik gurluşlaryny öndürmekde giň mümkinçilikleri döredýär. we skandium alýumin erginleriniň uly göwrümli senagat ulanylyşyny çäklendirýän çykdajy faktorlary kem-kemden gowulaşar, oňat toplumlaýyn mehaniki häsiýetler, poslama garşylyk we alýumin skandiý erginleriniň ajaýyp gaýtadan işleýiş aýratynlyklary, awiasiýa enjamlaryny öndürmek pudagynda gurluş agramyny azaltmagyň artykmaçlyklaryna we giň ulanylyş mümkinçiligine eýe bolýar.
Iş wagty: Oktýabr-29-2024