אַנטוויקלונג און אַפּלאַקיישאַן פון אַלומינום סקאַנדיום צומיש מאַטעריאַלס

ווי אַ ליכט צומיש אַז איז קריטיש פֿאַר אַוויאַטיאָן טראַנספּערטיישאַן עקוויפּמענט, די מאַקראָסקאָפּיק מעטשאַניקאַל פּראָפּערטיעס פון אַלומינום צומיש זענען ענג שייַכות צו זייַן מיקראָסטרוקטורע. דורך טשאַנגינג די הויפּט צומיש יסודות אין די אַלומינום צומיש סטרוקטור, די מיקראָסטרוקטורע פון ​​די אַלומינום צומיש קענען זיין אָלטערד, און די מאַקאָסקאָפּיק מעטשאַניקאַל פּראָפּערטיעס און אנדערע פּראָפּערטיעס (ריכטיק פּראָפּערטיעס און אנדערע פּראָפּערטיעס קענען זיין ימפּרוווד. מיקראָאַללאָוינג איז געווארן די מערסט פּראַמאַסינג טעקנאַלאַדזשיקאַל אַנטוויקלונג סטראַטעגיע פֿאַר אָפּטימיזינג די מיקראָסטרוקטורע פון ​​אַלומינום אַלויז און פֿאַרבעסערן די פולשטענדיק פּראָפּערטיעס פון אַלומינום צומיש מאַטעריאַלס.Scangium(SC) איז די מערסט עפעקטיוו מיקראָאַללאָוינג עלעמענט ענכאַנסער באַוווסט פֿאַר אַלומינום אַלויז. די סאָלוביליטי פון סקאַנדיום אין אַלומינום מאַטריץ איז ווייניקער ווי 0.35 ווט.%, אַדינג שפּור אַמאַונץ פון סקאַנדיום עלעמענט צו אַלומינום אַלועס קענען צושטעלן זייער פאַסילאַטיז, און קעראָוזשאַן קעגנשטעל, טערמאַל פעסטקייַט. Scangium האט קייפל גשמיות יפעקץ אין אַלומינום אַלויז, אַרייַנגערעכנט האַרט לייזונג פֿאַרשטאַרקונג, פּאַרטאַקאַל פֿאַרשטאַרקונג, און ינאַבישאַן פון רעקריפּוואַליזיישאַן. דער אַרטיקל וועט פאָרשטעלן דעם היסטארישע אַנטוויקלונג, די לעצטע פּראָגרעס און פּאָטענציעל אַפּלאַקיישאַנז פון סקאַנדיום מיט אַלומינום אַלועס אין די פעלד פון ייווייישאַן עקוויפּמענט מאַנופאַקטורינג.

פאָרשונג און אַנטוויקלונג פון אַלומינום סקאַנדיום צומיש

די דערצו פון סקאַנדיום ווי אַ צומיש עלעמענט צו אַלומינום אַלויז קענען זיין טרייסט צוריק צו די 1960 ס. אין דער צייט, רובֿ פון די אַרבעט איז געווען געפירט אין ביינערי על סק און טערניוואַן אַלביק סק. צומיש סיסטעמען. אין די 1970 ס בייַקאָוו אינסטיטוט פון מעטאַלערדזשי און מאַטעריאַלס וויסנשאַפֿט פון די סאָוויעט אַקאַדעמי פון ססיענסעס און די אַלע רוסיש אינסטיטוט פון ליכט צומיש פאָרשונג געפירט אַ סיסטעמאַטיש לערנען אויף דער פאָרעם און מעקאַניזאַם פון סקאַנדיום אַלומיום אַלויז. נאָך קימאַט פערציק יאָר פון מי, 14 גראַדעס פון אַלומינום סקאַנדיום אַלויז אין דריי הויפּט סעריע (על מג סק, אַל לי סק, אַ זן מג סק). די סאָלוביליטי פון סקאַנדיום אַטאָמס אין אַלומינום איז נידעריק, און מיט צונעמען באַהיצונג פּראַסעסאַז, הויך-געדיכטקייַט אַל 3 סענסיטי אַל 3 סענסיטי אַל 3 סטס נאַנאָ פּרעסיפּיטאַטעס קענען זיין פּריסיפּיטייטיד. דער אָפּזאַץ פאַסע איז קימאַט ספעריש, מיט קליין פּאַרטיקאַלז און דיספּערסט פאַרשפּרייטונג, און האט אַ גוט קאָוכיראַנט שייכות מיט די אַלומינום מאַטריץ, וואָס קענען זייער פֿאַרבעסערן די קליידער טעמפּעראַטור און פֿאַרבעסערן די פאַרשידענע טעמפּעראַטור פֿאַר די טעמפּעראַטור שטאַרקייַט פון אַלומינום אַלומויז. אין דערצו, אַל 3 סט, נאַנאָ פּרעסיפּיפּיטאַטעס האָבן גוט טערמאַל פעסטקייַט און קאָועלאַנסז קעגנשטעל ביי הויך טעמפּעראַטורעס (ין 400 ℃), וואָס איז גאָר וווילט, וואָס איז גאָר וווילטויק פון די צומיש. אין רוסיש געמאכט אַלומינום סקאַנדיום אַלויז, 1570 צומיש האט געצויגן פיל ופמערקזאַמקייט רעכט צו זייַן העכסטן שטאַרקייט און וויידאַסט אַפּלאַקיישאַן. די צומיש יגזיבאַץ איז ויסגעצייכנט פאָרשטעלונג אין די אַרבעט טעמפּעראַטור קייט פון -196 ℃ צו 70 ℃ און האט נאַטירלעך סופּערפּלאַסטיקאַטי, וואָס קענען פאַרבייַטן די רוסישע געמאכט לפ 6 אַלומינום צומיש דיסדינג סטראַקטשערז אין פליסיק זויערשטאָף אָדער סילאַקען מיטל, מיט פליסיק זויערשטאָף, מיט פליסיק זויערשטאָף. אין דערצו, רוסלאַנד האט אויך דעוועלאָפּעד אַלומינום צינק מאַגנעסיום סווערס, רעפּריזענטיד דורך 1970, מיט אַ מאַטעריאַל שטאַרקייט פון איבער 500 מפּאַ.

די סטאַטוס פון די ינדאַסטריאַליזיישאַן פוןאַלומינום סקאַנדיום צומיש

אין 2015, די אייראפעישע יוניאַן פריי די "אייראפעישער מעטאַללורגיקאַל ראָאַדמאַפּ: פּראַספּעקס פֿאַר מאַניאַפאַקטשערערז און סוף ניצערס", פּראַפּאָוזינג צו לערנען די וועלדאַביליטי פון אַלומינוםמאַגנעסיום סקאַנדיום אַלויז. אין סעפטעמבער 2020, די אייראפעישע יוניאַן באפרייט אַ רשימה פון 29 שליסל מינעראַל רעסורסן, אַרייַנגערעכנט סקאַנדיום. די 5024 ה 116 אַלומינום מאַגניזיאַם סוואַנדיום טאָנגיום שרעקלעך דעוועלאָפּעד דורך ביר אַלומינום אין דייַטשלאַנד האט מיטל צו הויך שטאַרקייט און הויך שעדיקן טאָלעראַנץ, וואָס מאכט עס אַ זייער פּראַמאַסינג מאַטעריאַל פֿאַר הויט. עס קענען ווערן גענוצט צו פאַרבייַטן טראדיציאנעלן 2 קסקסקס סעריע אַלומינום אַלומויס און איז אַרייַנגערעכנט אין אַירבוס 'יימס03-01-055 מאַטעריאַל ייַנשאַפונג ספר. 5028 איז אַ ימפּרוווד מיינונג פון 5024, פּאַסיק פֿאַר לאַזער וועלדינג און רייַבונג קאָך וועלדינג. עס קענען דערגרייכן די קריכן פאָרמינג פּראָצעס פון כייפּערבאַליק ינטאַגראַל וואַנט פּאַנאַלז, וואָס איז קעראָוזשאַן-קעגנשטעליק און טוט נישט דאַרפן אַלומינום קאָוטינג. קאַמפּערד מיט 2524 צומיש, די קוילעלדיק וואַנט טאַפליע סטרוקטור פון די פיוזעלאַדזש קענען דערגרייכן אַ העכער סטראַקטשעראַל וואָג רעדוקציע. די AA5024-H116 אַלומינום סקאַנדיום צומיש בויגן געשאפן דורך AILI אַלומינום פירמע איז געניצט צו פּראָדוצירן ערקראַפט פיוסעלאַגע און ספּייסקראַפט סטראַקטשעראַל קאַמפּאָונאַנץ. די טיפּיש גרעב פון די AA5024-H116 צומיש בויגן איז 1.6 מם צו 8.0 מם, און רעכט צו דער נידעריק געדיכטקייַט, מעסיק מעטשאַניקאַל דיווייישאַן, עס קענען פאַרבייַטן 2524 צומיש ווי די הויט פון די סאָרט ווי די הויט פון די סאָרט. דערווייַל, די AA5024-H116 צומיש בויגן איז סערטאַפייד דורך Airbus Aimes03-04-055. אין דעצעמבער 2018, דער מיניסטעריום פון ינדוסטרי און אינפארמאציע טעכנאָלאָגיע פון ​​טשיינאַ באפרייט די "גיידינג קאַטאַלאָג פֿאַר די ערשטער פּעקל פון צווייטיק אַפּלאַקיישאַן דעמאַנסטריישאַנז פון שליסל נייַ מאַטעריאַלס דעמאַנסעגיע אַקסייד" אין די דעוועלאָפּיק קאַטאַלאָג פון די נייַע ויסריכט פון די נייַע ויסריכט פון די נייַע ויסריכט ". אין 2019, דער מיניסטעריום פון ינדוסטרי און אינפֿאָרמאַציע טעכנאָלאָגיע פון ​​טשיינאַ באפרייט די "גיידינג קאַטאַלאָג פֿאַר דער ערשטער פּעקל פון דעמאַנסטריישאַן אַפּלאַקיישאַנז פון שליסל נייַ מאַטעריאַלס (2019 אַדישאַן)" אַדישאַן) "אַדישאַן)" אַדישאַן) "אַדישאַן)" אַדישאַן) "אַדישאַן)" אַדישאַן) "אַדישאַן)" אַדישאַן) "אַדישאַן)" אַדישאַן פון די מיניסטעריום. טשיינאַ אַלומינום גרופע נאָרטהעאַסט ליכט אַלוי האט דעוועלאָפּעד אַן לג סק זר סעריע 5B70 צומיש מיט SkandCium און זירקאָוטיום. קאַמפּערד מיט דעם טראדיציאנעלן על מג סעריע 5083 צומיש אָן סקאַנדיום און זירקאָוניום, די טראָגן און טענסאַל שטאַרקייט האָבן געוואקסן מיט מער ווי 30%. דערצו, די לג סק זר צומיש קענען טייַנען פאַרגלייַכלעך קעראָוזשאַן קעגנשטעל צו די 5083 צומיש. דערווייַל, די הויפּט דינער ענטערפּריסעס מיט ינדאַסטריאַל מיינונגאַלומינום סקאַנדיום צומישפּראָדוקציע קאַפּאַציטעט זענען צאָפנ - מיזרעך ליכט צומיש פירמע און סאַוטוועסט אַלומינום אינדוסטריע. די גרויס-סייזד 5B70 אַלומינום סוואַנדיום צומיש בויגן דעוועלאָפּעד דורך צאָפנ - מיזרעך ליכט צומיש קאָו, לטד קענען צושטעלן גרויס אַלומינום צומיש דיק פּלאַטעס מיט אַ מאַקסימום ברייט פון 70 מם; דין בלאַט פּראָדוקטן און פּראָפיל פּראָדוקטן קענען זיין קאַסטאַמייזד פֿאַר פּראָדוקציע, מיט אַ גרעב קייט פון 2 מם צו 6 מם און אַ מאַקסימום ברייט פון 1500 מם. סאָוטהוועסט אַלומינום איז ינדיפּענדאַנטלי דעוועלאָפּעד 5 ק 40 מאַטעריאַל און געמאכט באַטייַטיק פּראָגרעס אין דער אַנטוויקלונג פון דין פּלאַטעס. די צומיש איז אַ ביסל כאַרדאַנינג צומיש מיט הויך שטאַרקייט, גוט פּראַסעסינג פאָרשטעלונג און ויסגעצייכנט וועלדינג פאָרשטעלונג. עס איז אַ ינדיספּענסאַבאַל און וויכטיק סטראַקטשעראַל מאַטעריאַל אין קראַנט טראַנספּערטיישאַן וויכיקאַלז אַזאַ ווי ערפּליינז. אויף דער באזע פון ​​מיטל שטאַרקייט וועלדאַבאַל אַלזן מג, אַדינג סקאַנדיום און זירקאָניום צומיש עלעמענטן קענען פאָרעם קליין און פאַרשפּרייטן AL3 (SCOPERT AL3 (SCAPRAINTLES אין די מיקראָסטראַקטיק פּראָפּערטיעס און דרוק קעראָוזשאַן און דרוק. די Langley פאָרשונג צענטער פון נאַסאַ האט דעוועלאָפּעד אַ טערזשאַנערי אַלויום צומיש מיט די מיינונג C557, וואָס איז גרייט צו זיין געווענדט אין מאָדעל מישאַנז. די סטאַטיק שטאַרקייט, פּלאַצן פּראַפּאַגיישאַן, און בראָך טאַפנאַס פון דעם צומיש ביי נידעריק טעמפּעראַטור (-200 ℃), צימער טעמפּעראַטור און הויך טעמפּעראַטור (107 ℃) זענען אַלע גלייַך צו אָדער בעסער ווי די פון 2524 צומיש. צפון-מערב אוניווערסיטעט אין די פאַרייניקטע שטאַטן דעוועלאָפּעד די Alzn מג סק צומיש 7000 סעריע הינטער-הויך שטאַרקייַט אַלומינום צומיש, מיט אַ טענסאַל שטאַרקייט פון אַרויף צו 680 מפּאַ. א מוסטער פון שלאָס אַנטוויקלונג צווישן מיטל הויך שטאַרקייַט אַלומינום סקאַנדיום צומיש און הינטער-הויך שטאַרקייט A ZN MG SC איז געשאפן. AZ CU סק געווען קלאָוזיז איז אַ שטאַרקייט אַלומינום צומיש מיט אַ טענסאַל שטאַרקייט יקסיד 800 מפּאַ. דערווייַל, די נאָמינאַל זאַץ און יקערדיק פאָרשטעלונג פּאַראַמעטערס פון די הויפּט גראַדעס פוןאַלומינום סקאַנדיום צומישזענען סאַמערייזד ווי גייט, ווי געוויזן אין טאַבלעס 1 און 2.

טיש 1 | נאָמינאַל זאַץ פון אַלומינום סקאַנדיום צומיש

טיש 2 | מיקראָסטרוקטורע און טענסאַל פּראָפּערטיעס פון אַלומינום סקאַנדיום צומיש

אַפּלאַקיישאַן פּראַספּעקץ פון אַלומינום סקאַנדיום צומיש

הויך שטאַרקייט על זן מג CU SC און Al Culi סק אַלויז איז געווענדט צו מאַסע-שייַכעס סטראַקטשעראַל קאַמפּאָונאַנץ, אַרייַנגערעכנט די רוסישע מיג -29 פייטער דזשעץ. די דאַשבאָרד פון די רוסישע ספּייסקראַפט "מאַרס -1" איז געמאכט פון 1570 אַלומינום סקאַנדיום צומיש, מיט אַ גאַנץ וואָג רעדוקציע פון ​​20%. די מאַסע-שייַכעס קאַמפּאָונאַנץ פון די קיילע מאָדולע פון ​​די מאַרס -96 ספּאַסעקראַפט איז געמאכט פון 1970 אַלומינום צומיש מיט סקאַנדיום, רידוסינג די וואָג פון די קיילע מאָדולע דורך 10%. אין די "ריין הימל" און די אי.יו. 2050 פלי מאַרשרוט "פּרויעקט, אַירבוס געפירט ינאַגרייטיד לאַסט האַלטן טיר פּלאַן AA506 אַלוי פון 5024 אַלוי קלייאַנץ. אַלומינום סקאַנדיום אַלויס רעפּריזענטיד דורך AA5028 דעמאַנסטרייטיד ויסגעצייכנט פּראַסעסינג און וועלדינג פאָרשטעלונג. מיט אַוואַנסירטע וועלדינג טעקניקס אַזאַ ווי רייַבונג קאָך וועלדינג און לאַזער וועלדינג צו דערגרייכן פאַרלאָזלעך קשר פון סקאַנדיום מיט אַלומינום צומיש מאַטעריאַלס. די גראַדזשואַל ימפּלאַמענטיישאַן פון "וועלדינג אַנשטאָט פון ריוואַטינג" אין ערקראַפט ריינפאָרסט דיטוראַל סטראַקטשערז קען נישט בלויז מיינטיינז, ניט בלויז מיינטיינז, ניט בלויז מיינטיינז די קאָנסיסטענסי פון ערקראַפט פון סטראַקטשעראַל ינטאַגריניטי, אָבער אויך האט וואָג רעדוקציע און סילינג יפעקץ. די אַפּלאַקיישאַן פאָרשונג פון אַלומינום סקאַנדיום 5B70 צומיש דורך טשיינאַ אַעראָספּאַסע ספּעציעל די יקסטאַנסע אינסטיטוט איז געווען צעבראכן דורך די טעקנאַלאַדזשיז פון שטאַרק ספּיננאַנץ, קאָנטראָל פון וועלדינג ריזידזשואַל דרוק. עס איז צוגעגרייט אַלומינום סקאַנדיום צומיש אַדאַפּטיווע וועלדינג דראָט, און די שלאָס שטאַרקייט קאָואַפישאַנט פון רייַבונג קאָך וועלדינג, פֿאַר דיק פּלאַטעס אין די צומיש קענען דערגרייכן 0.92. טשיינאַ אַקאַדעמי פון אָרט טעכנאָלאָגיע, סענטראַל דרום אוניווערסיטעט, און אנדערע האָבן געפירט ברייט מאַקאַניקאַל פאָרשטעלונג טעסטינג און פּראָצעס יקספּעראַמאַנץ אויף די 5B70 מאַטעריאַל, אַפּגריידיד די 5B70 אַלומינום סאָרט צו די הויפּט סטראַקטשעראַל מאַטעריאַלס פון די קוילעלדיק ריינפאָרסט וואַנט פּאַנאַלז פון די ספעיס כאַטע פּאַנאַלז. די קוילעלדיק וואנט טאַפליע פון ​​די טעלער סטרוקטור איז דיזיינד מיט אַ קאָמבינאַציע פון ​​הויט און ריינפאָרסמאַנט ריבס, אַטשיווינג העכער סטראַקטשעראַל ינטאַגריישאַן און וואָג אַפּטאַמאַזיישאַן און וואָג אַפּטאַמאַזיישאַן און וואָג אַפּטאַמאַזיישאַן און וואָג אַפּטאַמאַזיישאַן און וואָג אַפּטאַמאַזיישאַן און וואָג אַפּטאַמאַזיישאַן. בשעת ימפּרוווינג קוילעלדיק רידזשידאַטי און שטאַרקייט, עס ראַדוסאַז די נומער און קאַמפּלעקסיטי פון קאַנעקטינג קאַמפּאָונאַנץ, דערמיט רידוסינג וואָג בשעת זיי האַלטן הויך פאָרשטעלונג. מיט די אַפּלאַקיישאַן פון 5B70 מאַטעריאַל אינזשעניריע, די נוצן פון 5B70 מאַטעריאַל וועט ביסלעכווייַז פאַרגרעסערן און יקסיד די מינימום צושטעלן. ווי דערמאנט פריער, כאָטש פילע פּראָפּערטיעס פון אַלומינום אַלויז איז ימפּרוווד דורך סקאַנדיום מיקראָאַללאָוינג, די הויך פּרייַז און יאַקראָפּום לימיט די אַפּלאַקיישאַן קייט פון אַלומינום סקאַנדיום אַלויז. Compared with aluminum alloy materials such as Al Cu, Al Zn, Al ZnMg, scandium containing aluminum alloy materials have good comprehensive mechanical properties, corrosion resistance, and excellent processing characteristics, which make them have broad application prospects in the manufacturing of main structural components in industrial fields such as aerospace. With the continuous deepening of research on scandium microalloying technology and the improvement of supply chain and industrial chain matching, the price and cost factors that restrict the large-scale industrial application of scandium aluminum alloys will gradually improve. די גוטע פולשטענדיק מעטשאַניקאַל פּראָפּערטיעס, קעראָוזשאַן קעגנשטעל, און ויסגעצייכנט פּראַסעסינג קעראַקטעריסטיקס, און ויסגעצייכנט פּראַסעסינג קעראַקטעריסטיקס, און ויסגעצייכנט פּראַסעסינג קעראַקטעריסטיקס פון אַלומינום סקאַנדיום אַלויז אַלויז אַלויעס מאַכן זיי אַ סטראַקטשעראַל וואָג רעדוקציע און ברייט אַפּלאַקיישאַן.