玻璃纤维-铝锂合金层板基于飞机服役环境的湿热老化性能研究

为了探究玻璃纤维-铝锂合金层板(NFMLs)应用于飞机机身、机翼的重要结构的服役性能,对NFMLs进行70℃/85%RH湿热老化处理,在分别处理1500 h、3000 h后,对NFMLs进行基本力学性能分析。结果表明,固化过程已促进了铝锂合金的时效行为,T1相(直径<20 nm)开始萌生和长大,并作为主要强化相;同时,湿热老化几乎不影响铝锂合金的沉淀行为。在湿热老化样品中未观察到显著的分层现象,但已产生较多微小裂纹。随着湿热老化时间的延长,NFMLs的性能随之下降;但当经过70℃/85%RH,3000 h处理后,NFMLs依然表现出优异的综合性能。

玻璃纤维-铝锂合金层板基于飞机服役环境的高低温性能研究

为了探究玻璃纤维-铝锂合金层板(NFMLs)应用于飞机蒙皮结构时的服役性能,开展了该材料在-55~120℃温度条件下的力学性能研究。采用浮辊剥离和层间剪切试验评价其层间性能,通过拉伸、弯曲及面内剪切试验评价其静力学性能,并基于混合理论对NFMLs在高低温下的屈服强度进行计算分析。结果表明,NFMLs层间性能随温度升高整体呈下降趋势,拉伸弯曲强度具有优异的高低温性能,但刚度下降明显,屈服强度的变化规律较纯铝合金有所不同。NFMLs在-55~70℃范围内具有优异的高低温性能,120℃时性能明显恶化。

玻璃纤维-铝锂合金层板机翼前缘结构的成型工艺研究

以机翼前缘典型件为成型目标,研究了玻璃纤维-铝锂合金超混杂复合层板(NFMLs)大曲率构件的自成形工艺。研究发现,自成形工艺可实现NFMLs机翼前缘等大曲率构件的成型,贴膜度高、厚度均匀性好、无显著分层缺陷、成型过程未形成较大的残余应力,为超混杂复合材料在飞机机翼蒙皮结构中的应用研究提供参考。

玻璃纤维-铝合金层板的拉伸和疲劳性能研究

对单向和正交玻璃纤维-铝合金层板的拉伸和疲劳性能进行实验和分析,利用和修正了金属体积分数理论,对两种层板的拉伸性能进行验证。通过对两种层板裂纹扩展速率及裂纹扩展形貌的研究,得到两种层板的裂纹扩展速率方程,并对玻璃纤维-铝合金层板的裂纹扩展机理进行分析。

玻璃纤维-铝合金正交层板的拉伸性能研究

通过对两组具有不同铺层次序的玻璃纤维-铝合金正交层板进行拉伸实验,对比研究了铺层次序对材料拉伸力学行为的影响。载荷跌落前两组试件的拉伸力学性能和应力-应变曲线基本一致,说明玻璃纤维-铝合金正交层板的拉伸力学性能与纤维的铺层次序无关。提出了修正后的金属体积分数理论,准确预测了材料的弹性模量、屈服应力及拉伸强度。依据声发射数据和试件损伤失效形貌照片,分析了两组试件的拉伸损伤失效进程。结果表明,铺层次序的不同使得两组材料的损伤进程和破坏模式具有很大差异。最后,利用有限元方法对试件的拉伸力学行为进行了模拟分析,模拟结果与实验值吻合较好。

玻璃纤维-铝合金层合板湿热老化性能研究

通过研究玻璃纤维-铝合金层板在70℃、RH85%湿热环境下不同老化周期后的力学性能、基体红外光谱、铝合金表面形貌及元素变化,分析了层板的湿热老化机理。结果表明:在加速湿热老化条件下,复合材料层内部基体会发生吸湿塑化,并破坏树脂与纤维以及铝合金层的界面,影响了材料内部应力的传递,使与界面及桥接应力相关的性能发生明显退化;表层铝合金层随湿热老化时间的延长,表面氧化加剧,使铝合金塑性降低,主要影响依靠铝合金承载的力学性能。

纤维增强铝锂合金层板不同加载方式下的疲劳性能

对纤维增强铝锂合金2/1层板及3/2层板材料进行疲劳寿命试验,通过对每种材料试样施加不同循环特征的循环应力(恒幅循环应力,应力比为R=-1;高-低加载,Mini-Twist谱载),共获得了6种应力-寿命试验数据.使用样本信息聚集原理,拟合出了各材料的P-S-N曲线.通过比较相同加载方式不同材料的S-N曲线的差异,对比分析了不同复合结构的材料疲劳性能的特点.结果表明:在5×10~4~5×10~5寿命范围内,恒幅R=-1及高-低加载载荷下,纤维增强铝锂合金3/2层板疲劳寿命性能均优于2/1层板;Mini-Twist谱载下,纤维增强铝锂合金3/2层板的疲劳性能总体上也优于2/1层板.

铝-锂合金腐蚀性能研究综述

综述了铝 -锂合金孔蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀断裂 (SCC)及剥蚀的研究现状 ,阐述了加工状态、热处理、显微组织及腐蚀介质对一些铝 -锂合金孔蚀及晶间腐蚀行为与SCC敏感性的影响及其影响机制 .同时报道了一些研究铝 -锂合金剥蚀的新方法 ,并提出了进一步研究的方向 .

2197铝-锂合金的组织和性能

通过力学性能测试和显微组织观察研究了 2 197合金组织和性能之间的关系。结果表明 :2 197合金具有中等强度、各向异性小、热稳定性好等特点 ;该合金在T8状态下能获得最佳的强度和塑性配合 ,在T6时效状态以析出少量δ′、θ′和T1相联合强化为主 ;在 2 197合金的相组成中T1相析出数量不占主导地位 ,Al6Mn弥散质点的析出有利于减少各向异性 ;2 197合金中Li含量较低 。

高强可焊2195铝-锂合金热压缩变形的流变应力

在Gleeble 15 0 0热模拟实验机上 ,采用高温等温压缩 ,0 .0 0 1～ 10s-1,变形温度为 36 0～ 5 2 0℃ ,对2 195铝锂合金在高温压缩变形中的流变应力行为进行了研究 ,分析了其高温变形的物理本质。结果表明 :在应变速率为 1s-1(变形温度为 5 2 0℃ )和应变速率为 0 .1、0 .0 1、0 .0 0 1s-1(变形温度为 36 0～ 5 2 0℃ )时 ,2 195铝锂合金热压缩变形流变应力出现了明显的峰值应力 ,表现为连续动态再结晶特征 ;在其它变形条件下存在较为明显的稳态流变特征 ;可采用Zener Hollomon参数的双曲正弦函数来描述 2 195铝锂合金高温变形时的流变应力行为 ;在获得的流变应力σ解析表达式中 ,A、α和n值分别为 2 .5 6 9× 10 17s-1、0 .0 12 4 8MPa-1和 5 .94 ;热变形激活能Q为 2 5 0 .4 5kJ/mol。

2091铝-锂合金固态氢含量的测定

运用RH 4 0 2测氢仪测定具有高挥发性物质锂的铝 锂合金的固态氢含量具有相当难度 ,本文就如何鉴别体内氢和表面氢、如何选择加热功率和加热时间及试样大小做了大量探索实验 ,初步形成了可行的铝 锂固态氢含量的分析方法。同时就测量的误差来源及测氢过程中应注意之点进行了讨论。结果重复性好 ,且结果比较准确 (利用俄罗斯铝 锂合金氢标样比较 )。

激光功率对2195铝锂合金光纤-半导体激光复合焊接形貌与气孔的影响

光纤-半导体激光复合焊接技术充分结合了光纤与半导体激光热源的优势,在激光加工领域拥有巨大的潜力.针对2195铝锂合金开展光纤-半导体激光复合焊接试验,并定量研究激光功率对焊接形貌与气孔的影响.结果表明,光纤激光功率显著影响焊缝熔深,半导体激光功率显著影响焊缝上熔宽.基于回归分析方法建立焊缝横截面积预测模型.此外,光纤与半导体激光均对焊缝气孔缺陷的控制起着重要的作用,较高的光纤激光功率有利于降低气孔缺陷.对于4 mm厚2195铝锂合金,采用光纤激光功率为3.0 k W、半导体激光功率为2.5~3.0 k W时,熔池温度高且光纤-半导体激光复合作用范围大,焊接接头气孔缺陷少.

铝溶胶对镁-锂合金微弧氧化膜耐蚀性的影响

通过添加铝溶胶对微弧氧化电解液进行改进,制得了理化性能更加优良的镁-锂合金微弧氧化陶瓷膜。分析了铝溶胶的体积分数对膜层性能的影响。得出结论:加入铝溶胶后,微弧氧化膜表面单位面积内的微孔数量减少,且孔径变小;随着铝溶胶的体积分数的增大,膜层的电阻增大;当铝溶胶的体积分数为11.7mL/L时,微弧氧化膜的耐蚀性最好。

微量Ce、La对含有害杂质的铝-锂合金再结晶组织及性能的影响

本工作采用金相及机械性能试验法研究了微量Ce、La对Al-Li-Cu-Zr合金再结晶组织、室温拉伸性能及高温持久性能的影响.研究表明,在Al-Li-Cu-Zr(2090)合金中添加0.05～0.1%的Ce或La能明显抑制合金的再结晶过程,并获得均匀细小的再结晶组织.微量Ce或La的加入能显著减轻杂质元素Fe、Si、Na对合金室温拉伸性能的有害影响,并大大提高合金的高温持久寿命.

加拿大铝业公司推出铝-锂合金同碳纤维复合材料竞争

Alcan全球航空航天运输与工业公司（简称Alcan Global ATI）是加拿大铝业公司工程制品公司的一个业务单位，于2010年7月20日宣布，设计推出一种高性能、低密度的铝一锂合金，是用作飞机主要结构的航空材料。

铝-锂合金冷裂倾向性的研究

本文分析了铝-锂合金冷裂纹产生的原因,并提出解决这一问题的措施。裂纹倾向性是铝合金常见的铸造缺陷之一,对铸件的使用和铸锭后期的热加工质量均有重要影响。在铝-锂合金热裂倾向性试验中,我们发现铝-锂合金存在较严重的冷裂纹倾向,在铸态和热处理状态,这一现象均有发生。因此,对冷裂纹产生的原因进行分析,并在此基础上找出解决的措施,无疑具有重要意义。

铝-锂合金动态扭转实验研究

利用霍普金森扭杆(Torsional Split-Hopkinson Bar)技术对三种不同成份或状态的铝-锂合金材料的动态应力-应变-应变率关系进行了实验测定。应变率范围由1300s^(-1)到2600s^(-1),研究表明随着应变率的提高,三种不同成份或状态的铝-锂合金材料的韧性和强度都有不同程度的提高。对剪切带的初步观察发现,随应变率的增加,剪切带有变窄的趋势。

双辊铸轧2060铝锂合金的偏析行为

为探究溶质偏析行为对双辊铸轧Al-Li合金组织和腐蚀行为的影响,成功制备了不同工艺范围下的铝锂合金铸轧板坯,并构建了热-流耦合模型。结合场发射型扫描电子显微镜(SEM),能谱分析仪(EDS),和透射电子显微镜(TEM)探究了不同工艺条件下组织的耐蚀性差异。结果表明:TRC-3高铸轧速条件下的制备出现了显著的宏观偏析现象。通过结合温度和流速的计算,详细分析了这种偏析机制的结果。偏析将遗传到最终的T6状态组织,恶化T_(1)相的析出,并恶化最终的耐腐蚀性能。深入讨论了偏析对腐蚀行为的影响机理,并提出了一种能够实现低偏析、高耐腐蚀性的铸轧铝锂合金工艺。

CP276铝-锂合金的固溶温度研究

探讨了固溶温度对ＣＰ２７６铝－锂合金显微组织和力学性能的影响。研究证明，提高固溶温度可以促进Ｃｕ、Ｌｉ原子向基体溶解，进而提高合金时效的沉淀强化效果．并且发现，该合金经固溶处理后可得到未完全再结晶组织，这种微观组织将对基体产生“组织强化效应”，随着固溶温度升高，合金的再结晶程度也有所增加，从而使组织强化效应受到削弱。力学性能测定结果显示，ＣＰ２７６合金的理想固溶温度为 ５３０℃左右。

世界铝-锂合金工业概要及中国与它们的差距

简要回顾世界铝-锂合金工业的发展历程,全面阐述了其发展现状。美国、俄罗斯、法国是当今铝-锂合金研究、生产、应用大国与强国。中国在铝-锂合金研发与材料生产方面与发达国家相比有三四十年的差距。2015年全世界铝-锂合金材料的生产能力约35kt/a,中国的生产能力还不到3kt/a.