航空金属原材料

2014-08-25航佳技术

一、金属原材料包括：

铝合金

钛合金

铜合金

黑色金属

其它金属

目前航空金属材料用的最多的是铝合金，机身蒙皮多采用铝板。黑色金属主要指的是不锈钢材料，主要用于飞机的承力构件，例如起落架和机翼主梁等。 铜合金主要用于起落架衬套大修。

二、金属材料的加工工艺

铸造加工是通过熔炼金属或其合金制造铸型， 并将金属溶液浇入铸型、在金属溶液凝固后固定形状的工艺过程。它是工件成型的基本方法之一，是所有的冶金成型方法中基本的方法。

压力加工是在外力作用下，使金属坯料加热或不加热发生塑性变形，得到所需尺寸和形状的毛坯或零件的工艺。主要方法有锻造、轧制、挤压、冲压、拔(拉)制等。

三、热处理

1.正火：是将金属加热到定温度，保温段时间，然后置于空气中自然冷却的过程。可以细化铜的组织， 消除组织缺陷外还可以提高低碳铜的硬度，改善切削加工性能。

2.退火：是将金属加热到一定温度。保温一段时间，然后缓慢冷却的过程。退火的目的是消除内应力，使显微组织发生J化， 以改善机械性能。如降低硬度、提高塑性和韧性等。

3.淬火：是将金属加热到到临界温度以上，保温一段时间，然后快速冷却.使钢获得强化的过程。

4.冷处理：将淬火后的零件置于比室温低得多的环境下冷却，使过马奥氏体推续转变的工艺过程，称11持处理。

5.回火：回火是将淬火后的钢重新加热到临界温度以下的某一温度，保温一段时间，然后冷却(一 般为空冷)的工艺过程。回火的目的主要有三个：调整机械性能，消除内应力，稳定工件的金相组织。

四、航空铝合金

目前航空用铝主要是2系列和7系列。

2×××系列铝板材：Al+Cu系列铝板的特点是硬度较高，其中以铜原属含量最高。目前飞机上2系列铝合金有2024，2124，2219

7×××系列铝板材：代表7075。主要含有锌元素。也属于航空系列，是铝镁锌铜合金, 可热处理合金,属于超硬铝合金,有良好的耐磨性

参照下表

铝板分为包铝和裸铝，尺寸大部分是48*144英寸 ，后缀（T+数字）代表热处理的工艺

五、航空钛金属

1.由于钛合金具有高比强度、较宽的工作温度范围和优异的腐蚀抗力，因而在航空及宇航工业得以广泛应用。20 世纪50 年代，军用飞机进入了超音速时代，航空发动机相应地进入喷气发动机时代，要求使用在室温、中温下具有更高比强度的新材料，原有的铝、钢结构已不能满足新的需求，而钛合金恰恰在这一时期刚刚具备了工业生产能力，正适应了超音速军机发展的需要 。

世界钛市场中最大的用户始终属于航空， 当今世界航空工业的兴衰仍对钛合金的研究、生产和应用起举足轻重的作用。相应地， 衡量一个国家航空工业发展水平的一个重要标志就是航空用钛的需求量占钛总需求量的百分比。世界范围内航空钛加工材需求占钛材总需求量的50%左右。

2.钛合金的典型应用：涡轮盘和涡轮机叶片

3.钛合金分类：

α合金 ：α合金主要含有铝，锡等α稳定元素。这些元素通过再镶边温度下抑制转变或者提高转变温度而实现稳定作用。 α合金较β合金具有更好的抗蠕变性能是高温下使用的首先合金，由于α合金不像β合金存在冷脆性，因而也可以在低温使用。 Α合金具有满意的强度 韧性和可焊性。其缺点是可锻性差。容易产生锻造缺陷（减少锻造）。不可以像β合金通过热处理提高材料强度。

α+β合金 ：α+β合金中β占10%-50%。热处理可改变转变该合金中β的相。

β合金： β合金含有V钒，NB铌，Mo钼等，可以降低α—β相转变温度的过渡元素，因而以β相为主，亚稳定相，此合金可锻温度范围高。

六、 铜合金

铜是最古老的常用金属材料之一，密度约为8.90—8.96g/cm2。是相对较重的金属，具有十分优异的导热性和导电性。尽管铜的重量和低强度特性使其无法广泛应用于航空航天产品。但是仍然是电气系统，变压器和热交换器应用的设计中的一个重要元素。

这些铜合金分为三类。青铜（铜加锡），黄铜（铜加锌），镍铜合金，作为一种挠性金属，铜不仅容易变形，韧性极佳。而且表现出优异的耐腐蚀性。

下表是美国铜合金标准和牌号

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