铝锂合金纳米析出相结构与性能综述*
2021-05-29王俊升
王 硕,张 弛,王俊升,2
(1.北京理工大材料学院,北京 100081;2.北京理工大学前沿交叉科学研究院,北京 100081)
铝锂合金具有密度低、弹性模量高、比强度高、比刚度高、疲劳裂纹扩展速率低、抗腐蚀能力强等优点,被广泛应用于航空航天、武器装备[1–5]。如AA2195用于航天飞机的外部燃料箱[3];AA2050用于现代空客A380大飞机[4];AA2198用于制造猎鹰9号火箭的第一阶段[5]。AA2060铝锂合金用于制造C919前机身、机头以及机身中部的蒙皮。然而,铝锂合金的制备成本高,成形率差,使得对于铝锂合金的应用更加局限在航空、武器等高科技防务领域。随着新型钛合金、碳材料、纤维材料、纤维金属复合材料的出现,使得对于高性能、低成本铝锂合金的开发需求日益增加;同时,可替换低成本、高性能的传统铝合金材料,如:AA2824、AA2026、AA7136、AA7055和AA7449,迫使铝锂合金的综合性能与实际应用需要进一步提高。利用搅拌摩擦焊(Friction Stir welding,FSW)和线性摩擦焊(Linear friction welding,LFW)技术,对于可焊接的第3代铝锂合金,可以更加稳定、可靠地实现铝锂合金构件的实际应用尺寸,同时减少零件数。
微合金化一直以来都是挖掘合金潜力、改善合金性能的重要手段,对于铝锂合金的开发更是如此。从铝锂合金微合金化角度,可以将其分为4个阶段:第1代铝锂合金的特点主要为添加合金化元素种类较少,以Li、Cu或Mg元素为主,且各元素相对含量较高。如AA2020铝锂合金含质量分数4.5%的Cu,1.2%的Li;01420以及01421系铝锂合金含质量分数5.2%的Mg,2.1%的Li。与第1代铝锂合金不同的是,第2代铝锂合金Cu/Li比降低,表现为Li含量提高,一般大于2%,且Cu元素含量降低,一般小于2%。……
