飛機合金材料種類和飛機合金材料制造工藝發(fā)展

飛機合金材料包括高性能鋁、高強度鋼和鈦合金材料，隨著每一種新型飛機的出現(xiàn)而穩(wěn)步發(fā)展。飛機合金材料主要通過對現(xiàn)有合金的漸進改進，在開發(fā)強度、韌性、耐腐蝕性和可生產性方面取得了重大進展。飛機設計者希望提高耐久性和減輕重量的愿望導致了新型鋁合金的發(fā)展，它提供了特定強度、耐久性和損傷容限的改進組合。大多數(shù)情況下，新合金是舊合金的變體，但對化學和加工參數(shù)有更嚴格的控制。

飛機合金材料中的鋁鋰合金材料的商業(yè)用途有限。鋁鋰合金材料作為一個整體具有良好的疲勞性能;易于超塑性成形;可焊性中等至良好;可進行化學研磨、粘結、陽極氧化、包覆和噴涂。然而，它們往往表現(xiàn)出相當大的各向異性，通常比傳統(tǒng)鋁合金更昂貴，更容易被表面氧化，淬火時容易翹曲。鋁鋰合金比傳統(tǒng)鋁合金更難加工，其性能受相對較小的加工變化影響較大。

飛機合金材料改進的鎳鈷低碳鋼已經被開發(fā)成具有高強度、高韌性和耐腐蝕性的杰出組合。這些合金已用于起落架。如果沒有相應的延性和韌性的降低，這些新鋼的強度就不能顯著提高。然而，增強的強度可以在保持韌性的同時達到民用飛機起落架應用可接受的水平。

在飛機合金材料應用中使用鈦的主要原因包括:重量節(jié)省、工作溫度高、空間限制、耐腐蝕性和復合材料兼容性。委員會相信，鈦合金將繼續(xù)得到發(fā)展，在耐溫性能和強度/韌性組合方面得到改善。低成本鈦合金具有進一步提高鈦合金在生產應用中的利用率的潛力。

盡管飛機合金材料有顯著的性能優(yōu)勢，但是由于金屬基復合材料的高成本、缺乏機械性能測量的標準化以及加工和機加工的困難，委員會并沒有預見其在下一代運輸機的機身上的顯著應用。連續(xù)和間斷金屬基復合材料都需要工藝開發(fā)和標準化。飛機合金材料制造工藝的發(fā)展一直強調低成本的方法，如凈形加工(鑄造和鍛造)，改進的成形方法(包括年齡成形和超塑性成形)，高速加工，以及超塑性成形和擴散連接。