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鋁鋰合金

新材料是航空航天技術(shù)的重要基礎，航空航天技術(shù)的發(fā)展又不斷對材料科學(xué)提出新的問(wèn)題和要求。鋁鋰合金是近十幾年來(lái)航空金屬材料中發(fā)展最為迅速的一個(gè)領(lǐng)域。

鋁鋰合金優(yōu)點(diǎn)

鋰是世界上最輕的金屬元素。把鋰作為合金元素加到金屬鋁中，就形成了鋁鋰合金。加入鋰之后，可以降低合金的比重，增加剛度，同時(shí)仍然保持較高的強度、較好的抗腐蝕性和抗疲勞性以及適宜的延展性。因為這些特性，這種新型合金受到了航空、航天以及航海業(yè)的廣泛關(guān)注。正是由于這種合金的許多優(yōu)點(diǎn)，吸引著(zhù)許多科學(xué)家對它進(jìn)行研究，鋁鋰合金的開(kāi)發(fā)事業(yè)猶如雨后春筍般迅速發(fā)展起來(lái)了。

鋁鋰合金發(fā)展歷程

鋁鋰合金主要為飛機和航空航天設備的減重而研制的，因此也主要應用于航空航天領(lǐng)域，還應用于軍械和核反應堆用材，坦克穿甲彈，魚(yú)雷和其它兵器結構件方面，此外在汽車(chē)、機器人等領(lǐng)域也有充分運用。從20世紀30年代開(kāi)始，德、美、英、前蘇聯(lián)對Al-Li合金進(jìn)行研制，但是真正具有商業(yè)價(jià)值的是1957年美國Alcoa公司研制成功的含鋰1.1%的2020合金，用于制造海軍TA－5CVigitante飛機的機翼蒙皮和尾翼的水平安定面。目前主要使用的鋁鋰合金有2×××系（Al-Li-Cu-Zr）和8×××系（Al-Li-Cu-Mg-Zr）等10余種牌號，最大鑄錠規格達到25t以上，其軋制、擠壓和鍛造的加工技術(shù)已達到常規鋁合金的水平。

鋁鋰合金的航空應用

Al-Li合金已經(jīng)在軍用飛機、民用客機和直升飛機上使用或試用，主要用于機身框架、襟翼翼肋，垂直安定面、整流罩、進(jìn)氣道唇口、艙門(mén)、燃油箱等等。，該合金比普通鋁合金有更好的抗疲勞性能和高的強度。其中A330/340飛機每架；

早在20世紀50年代，美國就開(kāi)發(fā)了x2020鋁鋰合金后來(lái)用來(lái)取代7075用于RA-SC預警機。美國一公司將C-155鋁鋰合金用于波音777和空中客車(chē)A330/340飛機的垂尾和平尾使用Al-Li合金650kg，可使飛機減重達4250kg，可以提高有效載荷及降低燃料消耗。麥道公司的C-17運輸機使用了鋁鋰合金板材和擠壓型材制造貨艙的地板梁、襟翼副翼蒙皮等結構，用量達2.8t，比用普通鋁合金減重208kg，法國幻影式戰斗機上也大量應用鋁鋰合金，其成本低于熱固塑料和金屬基復合材料。在1988年的時(shí)候，洛克希德·馬丁戰術(shù)飛機系統公司、洛克希德·馬丁航空系統公司和雷諾茲金屬公司就開(kāi)始AA2l97合金研制的聯(lián)合計劃，為軍用殲擊機隔板和艙壁生產(chǎn)重載厚板。1996年6月，雷諾茲金屬公司開(kāi)始售出第一批AA2l97合金板材，用于取代其它材料制造美國空軍F－16飛機的后部隔板(艙壁)和其它零件。歐洲試驗型戰斗機EFA其前部所有薄板狀零件皆由8090薄板制成，占所有材料的9%，駕駛艙內使用了不少A1-Li合金，其中用A1-Li工藝制造的電子設備室的蓋板長(cháng)達1.5m。英、意合作生產(chǎn)的大型直升機EH101上，其機身框架、蒙皮和內部結構使用了相當多的A1－Li合金板材和鍛件，每架質(zhì)量減輕200kg。而據估計，直升機在整個(gè)服役期間每減輕1kg增加經(jīng)濟效益高達3000英鎊。

　　鋁鋰合金的航天應用，對于航天飛行器結構，質(zhì)量的減輕可增加有效載荷，而有效載荷每增加1kg可帶來(lái)4,400～110,000美元的效益。因此，由于Al-Li合金密度低、性能好的特點(diǎn)，在很多航天飛行器中都采用Al-Li合金結構。