“神州十二”的成功發(fā)射，再次證明中國(guó)航天工程的大發(fā)展。關(guān)于航天飛船的制造業(yè)再次成為人們追逐的熱點(diǎn)。
作為一家專業(yè)生產(chǎn)鋁鎂錳屋面板的廠家，我們的產(chǎn)品如航天事業(yè)般發(fā)生著突飛猛進(jìn)的勢(shì)頭。今天小編帶領(lǐng)大家一起認(rèn)識(shí)下航天器上在鋁合金方面的應(yīng)用。
首先了解下航天器用兩大類結(jié)構(gòu)材料：金屬材料與復(fù)合材料。金屬材料具有成熟的使用性能和加工制造基礎(chǔ)，一直以來都是衛(wèi)星結(jié)構(gòu)材料的首選；復(fù)合材料作為新興材料，其密度低、可設(shè)計(jì)性強(qiáng)等突出優(yōu)勢(shì)備受科研人員青睞，并有逐漸代替金屬作為衛(wèi)星主結(jié)構(gòu)材料的趨勢(shì)。
鋁合金作為航天飛船的主要制造材料，從燃料艙、載人艙（逃逸艙）、軌道艙等都需要大量的鋁合金材料。那么，航空航天用鋁合金主要有哪些呢？
鋁合金大型擠壓型材、鋁鋰合金、鋁合金厚板、鋁合金鑄件成為航空航天的鋁合金首選。品種規(guī)格多、構(gòu)件尺寸大、形狀復(fù)雜、工藝大等這些高合金化鋁材特點(diǎn)明顯，在鋁合金材料研發(fā)生產(chǎn)進(jìn)程中，要攻克多個(gè)工藝難題，取得熔鑄、熱加工、熱處理等多項(xiàng)科研成果。
金屬材料的特點(diǎn)是可焊接，主要用在衛(wèi)星密封殼體結(jié)構(gòu)中，接頭、支架等承力結(jié)構(gòu)件上也有適用。金屬材料中，合金鋼是工業(yè)界使用最廣泛的結(jié)構(gòu)材料，但是在航空航天領(lǐng)域除了少部分結(jié)構(gòu)采用合金鋼以外，主要都采用更加輕質(zhì)的鋁合金、鈦合金、鎂合金等。在比模量相當(dāng)?shù)那闆r下，輕質(zhì)合金的密度低很多。
在輕質(zhì)合金中，鋁合金價(jià)格相對(duì)便宜，導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性良好且抗腐蝕性能好，是目前衛(wèi)星上應(yīng)用最廣泛的輕金屬材料。部分鋁合金還具有良好的低溫性能，隨著溫度的下降，其強(qiáng)度和塑性都有所增加。在經(jīng)典的航天飛機(jī)時(shí)代，乘員艙、前機(jī)身、中機(jī)身、后機(jī)身、垂尾、襟翼、升降副翼和水平尾翼均由鋁合金制造。在美國(guó)，研究和應(yīng)用較多的主要有７０７５、７４７５和７０５５等７系鋁合金。這些成分的鋁合金不僅具有高強(qiáng)度，而且具有高韌性，一直是各國(guó)航天材料研究人員追求的目標(biāo)。受限于材料制備技術(shù)的發(fā)展，高強(qiáng)鋁合金在我國(guó)的應(yīng)用較少，但是要實(shí)現(xiàn)航天器的輕量化設(shè)計(jì)，這始終是一個(gè)值得研究的方向。
目前應(yīng)用在航天器上的鋁合金主要有鋁合金厚板、鋁蜂窩板和鋁——鋰合金等。其中，鋁合金厚板具有高強(qiáng)度、良好的韌性、抗應(yīng)力性能和抗剝落腐蝕性能，而且其斷裂韌性較好，抗疲勞裂紋擴(kuò)展能力強(qiáng)，作為航天航空用材料具有很好的綜合性能。另外，鋁蜂窩夾芯板結(jié)構(gòu)以其比強(qiáng)度高、比剛度高、隔熱隔振性能好、可設(shè)計(jì)性強(qiáng)等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域，已成為現(xiàn)代衛(wèi)星主要的承力結(jié)構(gòu)。２０世紀(jì)８０年代發(fā)展起來的鋁——鋰合金由于鋰的添加可以降低合金的密度，增加剛度，同時(shí)仍然保持較高的強(qiáng)度、較好的抗腐蝕性和抗疲勞性以及適宜的延展性，被認(rèn)為是２１世紀(jì)航空航天領(lǐng)域最理想的結(jié)構(gòu)材料。上述三類鋁合金因在航空航天領(lǐng)域的優(yōu)異表現(xiàn)，都將是我國(guó)在鋁合金方面研究努力的方向與重點(diǎn)。
綜上所述，鋁合金在航天航空領(lǐng)域中的應(yīng)用，主要因?yàn)槠鋵?shí)一種超高強(qiáng)度變形鋁合金，具有較好的力學(xué)和加工性能，固溶處理后塑性好，熱處理強(qiáng)化效果好，一般在150℃(甚至更高)以下有高的強(qiáng)度，韌性好，是理想的結(jié)構(gòu)材料。
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