የአሉሚኒየም ስካንዲየም ቅይጥ ቁሳቁሶችን ማልማት እና መተግበር

ለአቪዬሽን ማጓጓዣ መሳሪያዎች ወሳኝ የሆነ ቀላል ቅይጥ, የአሉሚኒየም ቅይጥ ማክሮስኮፕ ሜካኒካል ባህሪያት ከጥቃቅን መዋቅር ጋር በቅርበት የተሳሰሩ ናቸው. በአሉሚኒየም ቅይጥ መዋቅር ውስጥ ዋና ዋና ቅይጥ ንጥረ ነገሮችን በመቀየር የአሉሚኒየም ቅይጥ ማይክሮስትራክሽን ሊለወጥ ይችላል, እና የቁስ ማክሮስኮፕ ሜካኒካል ንብረቶች እና ሌሎች ባህሪያት (እንደ ዝገት መቋቋም እና የመገጣጠም አፈፃፀም) በከፍተኛ ሁኔታ ሊሻሻሉ ይችላሉ. እስካሁን ድረስ ማይክሮ አሎይንግ የአሉሚኒየም ውህዶችን ጥቃቅን መዋቅር ለማመቻቸት እና የአሉሚኒየም ቅይጥ ቁሳቁሶችን አጠቃላይ ባህሪያት ለማሻሻል እጅግ በጣም ተስፋ ሰጪ የቴክኖሎጂ ልማት ስትራቴጂ ሆኗል.ስካንዲየም(ኤስ.ሲ.) በአሉሚኒየም ውህዶች የሚታወቀው በጣም ውጤታማው የማይክሮአሎይንግ ንጥረ ነገር ማበልጸጊያ ነው። በአሉሚኒየም ማትሪክስ ውስጥ ያለው የስካንዲየም መሟሟት ከ 0.35 wt.% ያነሰ ነው ፣ የስካንዲየም ንጥረ ነገር በአሉሚኒየም alloys ላይ መከታተያ መጠን መጨመር ጥቃቅን መዋቅሮቻቸውን ውጤታማ በሆነ መንገድ ያሻሽላል ፣ ጥንካሬን ፣ ጥንካሬን ፣ ፕላስቲክን ፣ የሙቀት መረጋጋትን እና የዝገትን መቋቋምን ያጠናክራል። ስካንዲየም በአሉሚኒየም ውህዶች ውስጥ በርካታ አካላዊ ተጽእኖዎች አሉት, ይህም ጠንካራ መፍትሄን ማጠናከር, ቅንጣትን ማጠናከር እና የዳግም ክሪስታላይዜሽን መከልከልን ያካትታል. ይህ ጽሑፍ በአቪዬሽን መሣሪያዎች ማምረቻ መስክ ውስጥ የአሉሚኒየም ውህዶችን የያዙ ስካንዲየም ታሪካዊ እድገትን ፣ የቅርብ ግስጋሴን እና እምቅ አተገባበርን ያስተዋውቃል።

የአሉሚኒየም ስካንዲየም ቅይጥ ምርምር እና ልማት

ስካንዲየም እንደ ቅይጥ ንጥረ ነገር ወደ አሉሚኒየም alloys መጨመር በ 1960 ዎቹ ውስጥ ሊገኝ ይችላል. በዛን ጊዜ, አብዛኛው ስራ በሁለትዮሽ Al Sc እና ternary AlMg Sc alloy ስርዓቶች ውስጥ ተከናውኗል. እ.ኤ.አ. በ 1970 ዎቹ ውስጥ የሶቪየት የሳይንስ አካዳሚ የቤይኮቭ የብረታ ብረት እና የቁሳቁስ ሳይንስ ተቋም እና የሁሉም ሩሲያ የብርሃን ቅይጥ ምርምር ተቋም በአሉሚኒየም alloys ውስጥ ስካንዲየም ቅርፅ እና ዘዴ ላይ ስልታዊ ጥናት አድርጓል። ከአርባ አመታት ጥረቶች በኋላ 14 ደረጃዎች የአልሙኒየም ስካንዲየም ውህዶች በሶስት ተከታታይ ተከታታይ (Al Mg Sc, Al Li Sc, Al Zn Mg Sc) ተዘጋጅተዋል። በአሉሚኒየም ውስጥ ያለው የስካንዲየም አተሞች መሟሟት ዝቅተኛ ነው፣ እና ተገቢ የሙቀት ሕክምና ሂደቶችን በመጠቀም፣ ከፍተኛ መጠን ያለው የ Al3Sc nano ዝናቦች ሊፈጠሩ ይችላሉ። ይህ የዝናብ ደረጃ ክብ ቅርጽ ያለው፣ ትናንሽ ቅንጣቶች እና የተበታተነ ስርጭት ያለው፣ እና ከአሉሚኒየም ማትሪክስ ጋር ጥሩ ወጥ የሆነ ግንኙነት ያለው ሲሆን ይህም የአሉሚኒየም ውህዶች የክፍል ሙቀት ጥንካሬን በእጅጉ ያሻሽላል። በተጨማሪም, Al3Sc nano precipitates ጥሩ የሙቀት መረጋጋት እና ከፍተኛ የሙቀት መጠን (400 ℃ ውስጥ) ግምታዊ የመቋቋም አላቸው, ይህም ቅይጥ ያለውን ጠንካራ ሙቀት የመቋቋም እጅግ ጠቃሚ ነው. በሩሲያ የተሰራ የአሉሚኒየም ስካንዲየም ቅይጥ 1570 ቅይጥ ከፍተኛ ጥንካሬ እና ሰፊ አተገባበር ምክንያት ከፍተኛ ትኩረትን ስቧል. ይህ ቅይጥ ከ -196 ℃ እስከ 70 ℃ ባለው የሙቀት መጠን ውስጥ እጅግ በጣም ጥሩ አፈፃፀምን ያሳያል እና የተፈጥሮ ሱፐርፕላስቲክነት ያለው ሲሆን ይህም የሩሲያን LF6 አልሙኒየም ቅይጥ (የአሉሚኒየም ማግኒዥየም ቅይጥ በዋናነት በአሉሚኒየም ፣ ማግኒዥየም ፣ መዳብ ፣ ማንጋኒዝ እና ሲሊከን የተዋቀረ) በፈሳሽ ኦክሲጅን መካከለኛ ጭነት ለሚሸከሙ የብየዳ አወቃቀሮች ጉልህ በሆነ የተሻሻለ አፈፃፀም ሊተካ ይችላል። በተጨማሪም ሩሲያ በ 1970 የተወከለው የአልሙኒየም ዚንክ ማግኒዥየም ስካንዲየም alloys አዘጋጅታለች, ከ 500MPa በላይ የሆነ የቁሳቁስ ጥንካሬ.

የኢንዱስትሪ ሁኔታየአሉሚኒየም ስካንዲየም ቅይጥ

እ.ኤ.አ. በ 2015 የአውሮፓ ህብረት “የአውሮፓ የብረታ ብረት ፍኖተ ካርታ፡ ለአምራቾች እና ለዋና ተጠቃሚዎች ተስፋዎች”፣ የአሉሚኒየምን ውህድነት ለማጥናት ሀሳብ አቅርቧል።ማግኒዥየም ስካንዲየም alloys. በሴፕቴምበር 2020 የአውሮፓ ህብረት ስካንዲየምን ጨምሮ የ 29 ቁልፍ የማዕድን ሀብቶች ዝርዝር አውጥቷል ። በጀርመን በአሌ አሉሚኒየም የተሰራው 5024H116 የአልሙኒየም ማግኒዚየም ስካንዲየም ቅይጥ ከመካከለኛ እስከ ከፍተኛ ጥንካሬ እና ከፍተኛ ጉዳትን የመቋቋም አቅም ያለው ሲሆን ይህም ለፊሌጅ ቆዳ በጣም ተስፋ ሰጭ ቁሳቁስ ያደርገዋል። ባህላዊ 2xxx ተከታታይ የአሉሚኒየም alloys ለመተካት ጥቅም ላይ ሊውል ይችላል እና በኤርባስ AIMS03-01-055 የቁሳቁስ ግዥ መጽሐፍ ውስጥ ተካትቷል። 5028 የተሻሻለ የ 5024 ደረጃ ነው, ለሌዘር ብየዳ እና ለግጭት ቀስቃሽ ብየዳ ተስማሚ. ዝገትን የሚቋቋም እና የአሉሚኒየም ሽፋን የማይፈልገውን የሃይፐርቦሊክ ውህድ ግድግዳ ፓነሎች የመፍጠር ሂደትን ማሳካት ይችላል። ከ 2524 ቅይጥ ጋር ሲነጻጸር, የፎሌጅ አጠቃላይ ግድግዳ ፓነል መዋቅር 5% መዋቅራዊ ክብደት መቀነስ ይችላል. በአይሊ አልሙኒየም ኩባንያ የተሰራው AA5024-H116 የአልሙኒየም ስካንዲየም ቅይጥ ሉህ የአውሮፕላኖችን ፎሌጅ እና የጠፈር መንኮራኩር መዋቅራዊ ክፍሎችን ለማምረት ጥቅም ላይ ውሏል። የተለመደው የ AA5024-H116 ቅይጥ ሉህ ውፍረት ከ1.6ሚሜ እስከ 8.0ሚሜ ሲሆን በዝቅተኛ እፍጋቱ፣ መጠነኛ ሜካኒካዊ ባህሪያቱ፣ ከፍተኛ የዝገት መቋቋም እና ጥብቅ የልኬት ልዩነት በመኖሩ 2524 ቅይጥ እንደ fuselage የቆዳ ቁስ ሊተካ ይችላል። በአሁኑ ጊዜ የAA5024-H116 alloy ሉህ በኤርባስ AIMS03-04-055 የተረጋገጠ ነው። በታህሳስ 2018 የቻይና የኢንዱስትሪ እና የኢንፎርሜሽን ቴክኖሎጂ ሚኒስቴር በአዲሱ የቁሳቁስ ኢንዱስትሪ ልማት ካታሎግ ውስጥ “ከፍተኛ-ንፅህና ስካንዲየም ኦክሳይድን” ያካተተውን “የመጀመሪያዎቹ የሁለተኛ ደረጃ የመተግበሪያ ማሳያዎች ቁልፍ አዳዲስ ቁሶች (2018 እትም) መመሪያ ካታሎግ” አወጣ። እ.ኤ.አ. በ 2019 የቻይና የኢንዱስትሪ እና የኢንፎርሜሽን ቴክኖሎጂ ሚኒስቴር በአዲሱ የቁሳቁስ ኢንዱስትሪ ልማት ካታሎግ ውስጥ “Sc የያዙ የአልሙኒየም ቅይጥ ማቀነባበሪያ ቁሳቁሶችን እና አል ሲ ኤስ ሲ ብየዳ ሽቦዎችን” ያካተተውን “የቁልፍ አዲስ ቁሶች የመጀመሪያ ደረጃ ማሳያ መተግበሪያዎች መመሪያ ካታሎግ (2019 እትም)” አወጣ። የቻይና አልሙኒየም ቡድን ሰሜን ምስራቅ ብርሃን ቅይጥ ስካንዲየም እና ዚርኮኒየም የያዘ Al Mg Sc Zr ተከታታይ 5B70 alloy ሠርቷል። ስካንዲየም እና ዚርኮኒየም ከሌለው ባህላዊው አል ኤምጂ ተከታታይ 5083 ቅይጥ ጋር ሲነፃፀር ምርቱ እና የመሸከም ጥንካሬው ከ 30% በላይ ጨምሯል። ከዚህም በላይ የ Al Mg Sc Zr ቅይጥ ከ 5083 ቅይጥ ጋር ተመጣጣኝ የዝገት መቋቋምን መጠበቅ ይችላል. በአሁኑ ጊዜ ዋና ዋና የሀገር ውስጥ ኢንተርፕራይዞች የኢንዱስትሪ ደረጃ ያላቸውአሉሚኒየም ስካንዲየም ቅይጥየማምረት አቅሙ ሰሜን ምስራቅ ላይት አሎይ ኩባንያ እና ደቡብ ምዕራብ አልሙኒየም ኢንዱስትሪ ናቸው። በሰሜን ምስራቅ ብርሃን አሎይ ኩባንያ የተሰራው ትልቅ መጠን ያለው 5B70 የአልሙኒየም ስካንዲየም ቅይጥ ሉህ ከፍተኛው 70 ሚሜ ውፍረት ያለው እና ከፍተኛው 3500 ሚሜ ስፋት ያለው ትልቅ የአሉሚኒየም ቅይጥ ወፍራም ሳህኖች ማቅረብ ይችላል። ቀጭን የሉህ ምርቶች እና የመገለጫ ምርቶች ለምርት ሊበጁ ይችላሉ, ውፍረት ከ 2 ሚሜ እስከ 6 ሚሜ እና ከፍተኛው 1500 ሚሜ ስፋት. ደቡብ ምዕራብ አሉሚኒየም ራሱን ችሎ 5K40 ቁሳቁስ አዘጋጅቷል እና በቀጭን ሳህኖች ልማት ላይ ከፍተኛ እድገት አድርጓል። Al Zn Mg ቅይጥ ጊዜን የሚያጠናክር ቅይጥ ከፍተኛ ጥንካሬ፣ ጥሩ የማቀናበር አፈጻጸም እና ጥሩ የመገጣጠም አፈጻጸም ያለው ነው። እንደ አውሮፕላኖች ባሉ የመጓጓዣ ተሽከርካሪዎች ውስጥ አስፈላጊ እና አስፈላጊ መዋቅራዊ ቁሳቁስ ነው. በመካከለኛ ጥንካሬ በተበየደው AlZn Mg ላይ ፣ ስካንዲየም እና ዚርኮኒየም ቅይጥ ንጥረ ነገሮችን በመጨመር ጥቃቅን እና የተበታተኑ Al3 (Sc, Zr) nanoparticles በ microstructure ውስጥ ሊፈጠሩ ይችላሉ ፣ ይህም የድብልቅ ሜካኒካዊ ባህሪዎችን እና የጭንቀት የመቋቋም ችሎታን በእጅጉ ያሻሽላል። የላንግሌይ የናሳ ምርምር ማዕከል ሶስተኛ ደረጃ ያለው የአልሙኒየም ስካንዲየም ቅይጥ ከደረጃ C557 ጋር ሠርቷል፣ ይህም በአምሳያ ተልእኮዎች ውስጥ ሊተገበር ነው። በዝቅተኛ የሙቀት መጠን (-200 ℃) ፣ በክፍል ሙቀት እና በከፍተኛ ሙቀት (107 ℃) የዚህ ቅይጥ የማይንቀሳቀስ ጥንካሬ፣ ስንጥቅ ስርጭት እና ስብራት ጥንካሬ ሁሉም ከ2524 ቅይጥ ጋር እኩል ወይም የተሻሉ ናቸው። በዩናይትድ ስቴትስ የሚገኘው የሰሜን ምዕራብ ዩኒቨርሲቲ የ AlZn Mg Sc alloy 7000 ተከታታይ እጅግ በጣም ከፍተኛ ጥንካሬ የአልሙኒየም ቅይጥ እስከ 680MPa የመሸከም አቅም ያለው። በመካከለኛ ከፍተኛ ጥንካሬ የአልሙኒየም ስካንዲየም ቅይጥ እና እጅግ በጣም ከፍተኛ ጥንካሬ መካከል ያለው የጋራ ልማት ንድፍ ተፈጥሯል Al Zn Mg Sc. Al Zn Mg Cu Sc alloy ከ 800 MPa በላይ የመሸከም አቅም ያለው ከፍተኛ-ጥንካሬ የአሉሚኒየም ቅይጥ ነው። በአሁኑ ጊዜ የዋና ዋና ደረጃዎች የስም ጥንቅር እና መሰረታዊ የአፈፃፀም መለኪያዎችአሉሚኒየም ስካንዲየም ቅይጥበሰንጠረዥ 1 እና 2 ላይ እንደሚታየው እንደሚከተለው ተጠቃሏል ።

ሠንጠረዥ 1 | የአሉሚኒየም ስካንዲየም ቅይጥ ስም ጥንቅር

ሠንጠረዥ 2 | የአሉሚኒየም ስካንዲየም ቅይጥ ጥቃቅን እና የመለጠጥ ባህሪያት

የአሉሚኒየም ስካንዲየም ቅይጥ የመተግበሪያ ተስፋዎች

ከፍተኛ ጥንካሬ Al Zn Mg Cu Sc እና Al CuLi Sc alloys የሩስያ ሚግ-21 እና ሚግ-29 ተዋጊ አውሮፕላኖችን ጨምሮ ጭነትን በሚሸከሙ መዋቅራዊ ክፍሎች ላይ ተተግብረዋል። የሩስያ የጠፈር መንኮራኩር "ማርስ-1" ዳሽቦርድ በ 1570 አሉሚኒየም ስካንዲየም ቅይጥ የተሰራ ነው, በጠቅላላው የክብደት መቀነስ 20% ነው. በ AA5028 የተወከለው በ AA5028 የተወከለው የአሉሚኒየም ስካንዲየም ውህድ በተተኪው ክፍል AA5028-H116 የአልሙኒየም ስካንዲየም ቅይጥ ላይ በመመርኮዝ ለኤ321 አውሮፕላኖች የማምረት እና የመጫኛ የሙከራ በረራዎች እጅግ በጣም ጥሩ የአሉሚኒየም ዌልዲንግ አፈፃፀምን አሳይተዋል ። ቅይጥ ቁሶች በአውሮፕላኖች ውስጥ "ከመገጣጠም ይልቅ ብየዳ" ቀስ በቀስ መተግበር የአውሮፕላኑን እቃዎች እና መዋቅራዊ ጥንካሬን ብቻ ሳይሆን የክብደት መቀነስ እና የመዝጋት ውጤቶች አሉት, በቻይና ኤሮስፔስ አፕሊኬሽን ምርምር በተለዋዋጭ ቴክኖሎጂዎች እና በቴክኖሎጅዎች ላይ የቁጥጥር ቁሳቁስ ጥንካሬ አለው. ጥንካሬ ማዛመድ, እና ብየዳ ቀሪ ውጥረት ቁጥጥር ይህ የአልሙኒየም ስካንዲየም ቅይጥ የሚለምደዉ ብየዳ ሽቦ አዘጋጅቷል, እና ቅይጥ ውስጥ ወፍራም ሳህኖች መካከል ሰበቃ ቀስቃሽ ብየዳ ያለውን የጋራ ጥንካሬ Coefficient 0.92 መድረስ ይችላል የቻይና ስፔስ ቴክኖሎጂ አካዳሚ, ማዕከላዊ ደቡብ ዩኒቨርሲቲ, እና ሌሎች 5B70 ቁሳዊ ላይ መካኒካል አፈጻጸም ሙከራ እና ሂደት ሙከራዎች, ተሻሽለው እና 5 itrated ሊሆን ይችላል. 5B70 የአሉሚኒየም ቅይጥ ወደ የጠፈር ጣቢያው የታሸገ ካቢኔት እና የመመለሻ ካቢኔ አጠቃላይ የግድግዳ ፓነል በቆዳ እና በማጠናከሪያ የጎድን አጥንት ጥምረት የተነደፈ ነው ፣ ይህም አጠቃላይ ጥንካሬን እና ጥንካሬን በማሻሻል የክብደት መጠኑን ይቀንሳል 5B70 የቁስ ኢንጂነሪንግ ፣ የ 5B70 ቁሳቁስ አጠቃቀም ቀስ በቀስ የሚጨምር እና ዝቅተኛውን የአቅርቦት ገደብ ያልፋል ፣ ይህም የጥሬ ዕቃዎችን ቀጣይነት ያለው ምርት እና ጥራት ለማረጋገጥ ይረዳል ፣ እና ቀደም ሲል እንደተገለፀው ፣ ምንም እንኳን ብዙ የአሉሚኒየም ውህዶች ባህሪዎች በስካንዲየም ማይክሮ አሎይንግ የተሻሻሉ ቢሆንም ፣ ከፍተኛ ዋጋ እና እጥረት የአሉሚኒየም ቅይጥ ፣ የአልሙኒየም ውህዶችን ይገድባል የ ZnMg ፣ የአሉሚኒየም ቅይጥ ቁሳቁሶች ጥሩ አጠቃላይ የሜካኒካል ባህሪዎች ፣ የዝገት መቋቋም እና እጅግ በጣም ጥሩ የማቀናበር ባህሪዎች አሏቸው ፣ ይህም እንደ ኤሮስፔስ ባሉ የኢንዱስትሪ መስኮች ውስጥ ዋና ዋና መዋቅራዊ አካላትን በማምረት ረገድ ሰፊ የትግበራ ተስፋዎች እንዲኖራቸው ያደርጋቸዋል ፣ እና በአቅርቦት ሰንሰለት እና በኢንዱስትሪ ሰንሰለት ማዛመድ ላይ ያለው ምርምር ቀጣይነት ያለው ጥልቀት ያለው እና የአሉሚኒየም አተገባበርን ያሻሽላል አጠቃላይ የሜካኒካል ባህሪዎች ፣ የዝገት መቋቋም እና የአሉሚኒየም ስካንዲየም ውህዶች እጅግ በጣም ጥሩ የማስኬጃ ባህሪዎች ግልጽ መዋቅራዊ ክብደት መቀነስ ጥቅሞች እና በአቪዬሽን መሣሪያዎች ማምረቻ መስክ ሰፊ የመተግበር አቅም እንዲኖራቸው ያደርጋቸዋል።