На Парижской международной авиационной выставке в 1983 году, два крупнейших производителя алюминиевого сплава в мире,Alcon Aluminum Corporation Соединенного Королевства и Alcor Aluminum Corporation Соединенных Штатов, также объявил об успешной разработке нового революционного материала-сплав алюминия-лития.Эксперты считают, что сплав алюминий-литий является еще одной вехой в исследованиях и разработке алюминиевых сплавов с момента изобретения высокопрочного сплава алюминия-цинка в 1943 году.
Алюминиево-литийный сплав - не новая концепция, его изучение длилось долгое время.Люди долгое время считали литий близким партнером алюминия.Уже в 1920-х годах научные и технологические работники сделали много комментариев о сплавах алюминия и лития.Это сплав алюминия и цинка, содержащий только 00,1% лития. Его механические свойства немного лучше, чем преобладающий алюминий-магний сплав-дуралюмин.Это повлияло на широкое внимание, которое должно быть уделено Scroton.В 1943 году внедрение высокопрочных сплавов алюминия-цинка-магния-мед вновь недооценило промышленное значение сплавов алюминия-лития.Великобритания успешно разработала алюминиевый сплав X-2020, содержащий 10,1% лития. Этот сплав используется на оболочках крыльев и горизонтального хвоста сверхзвукового ударного самолета на базе авианосцев США. После замены алюминиевого сплава в оригинальной конструкции,масса самолета RA-5C уменьшается на 6%;Ученые в бывшем Советском Союзе также разработали алюминиевый сплав, содержащий 2% лития.Страны возобновили широкомасштабные исследования в области сплавов алюминия и лития.В связи с развитием металлургических технологий и связанных с ними технологий, появление алюминиево-литийных сплавов с большим содержанием лития,стало возможным меньшее удельное тяготение и более высокая прочностьСчитается, что многие передовые истребители и самолеты гражданской авиации в основном используют этот сплав.Если сплав алюминий-литий используется для изготовления самолетов Boeing, вес может быть уменьшен на 14,6%, топливо может быть сэкономлено на 5,4%, стоимость самолета будет снижена на 2,1%, а годовая стоимость полета каждого самолета будет снижена на 2,2%.Можно ожидать, что с развитием материаловедения, все больше и больше новых сплавов будет поступать в аэрокосмическую промышленность, различные отрасли промышленности и тысячи домохозяйств.
Сплав алюминий-литий в основном разрабатывается для уменьшения веса самолетов и аэрокосмического оборудования, поэтому он также в основном используется в аэрокосмической области.Он также используется в боеприпасах и материалах для ядерных реакторов.С начала 1930-х годов в Германии начали использоваться и другие виды оружия, такие как танки, бронебойные бомбы, торпеды и другие конструктивные части оружия, а также автомобили и роботы.Соединенные Штаты, Великобритания, и бывший Советский Союз разработали сплавы Ал-Ли, но реальная коммерческая стоимость была 1,1% лития-содержащий 2020 сплав, разработанный Alcoa в Соединенных Штатах в 1957,который использовался для создания флотаГоризонтальный стабилизатор крыльев и хвоста самолета ТА-5CVigitante.Основными используемыми сплавами алюминия и лития являются 2××× серии (Al-Li-Cu-Zr) и 8××× серии (Al-Li-Cu-Mg-Zr) и более 10 классов, а максимальная спецификация слитка достигает 25 т. Повышенная технология обработки проката, экструзии и ковки достигла уровня обычных алюминиевых сплавов.
Авиационные применения сплавов алюминия и лития
Сплав аль-Ли использовался или испытывался на военных самолетах, гражданских авиалайнерах и вертолетах, в основном для рамок фюзеляжа, флапов и крыльев, вертикальных стабилизаторов, галерей, всасывающей лапы, люка, топливных баков,И так далее.
Еще в 1950-х годах Соединенные Штаты разработали сплав алюминия и лития x2020 и позже использовали его для замены 7075 для самолетов раннего предупреждения RA-SC.Американская компания использует сплав алюминия и лития C-155 для вертикальных и плоских хвостов самолетов Boeing 777 и Airbus A330/340Этот сплав имеет лучшую устойчивость к усталости и более высокую прочность, чем обычные алюминиевые сплавы.который может уменьшить вес самолета на 4250 кг., что может увеличить эффективную нагрузку и уменьшить расход топлива.Транспортные самолеты McDonnell Douglas C-17 используют алюминиево-литийные сплавы и экструдированные профили для изготовления полов грузового отсека, клапаны и элеронные оболочки и другие конструкции.Французский фантом Большое количество сплавов алюминия и лития также используется в истребителяхВ 1988 году Lockheed Martin Tactical Aircraft Systems, Lockheed Martin Aviation Systems,и Reynolds Metals начали совместный план по разработке сплава AA2l97 для производства тяжелой толщины для военных истребителей перегородки и перегоныВ июне 1996 года компания Reynolds Metals начала продажу первой партии сплавных плит AA2I97,которые использовались для замены других материалов для изготовления задней перегородки (плотной стенки) и других частей самолетов ВВС США F-16Передняя часть европейского экспериментального истребителя EFA изготовлена из 8090 тонких плит, что составляет 9% всех материалов, а в кабине используется много сплавов A1-Li.электронику изготавливают с помощью процесса формования сверхпластика A1-LiПокрытие помещения оборудования имеет длину 1,5 м. На раме используется большое количество пластин и кованых изделий из сплава A1-Li.кожура и внутренняя структура большого вертолета EH101 совместно произведенного Великобританией и Италией, и вес каждого самолета уменьшается на 200 кг.По оценкам, экономическая выгода от вертолета увеличится на 3000 фунтов за каждый 1 кг, облегченный в течение всего срока службы..
В исследованиях и применении авиационных алюминиево-литиевых сплавов бывший Советский Союз и Россия всегда занимали лидирующие позиции в мире.01421 (включая скандий), 01423 (включая скандий), 01430, 01440, 01450 и т. д. Уже в 1970-х годах бывший Советский Союз использовал сплавы алюминия и лития для изготовления основных компонентов самолёта Як-36,включая кожу корпусаСамолет используется в суровых климатических условиях океана с хорошими характеристиками. В начале 1990-х годов для дальнейшего улучшения эффекта снижения веса на самолетах МиГ-29 и МиГ-31 были использованы сварные конструкции из сплава 1420.экструдированные стеновые панелиКоличество алюминиево-литиевого сплава, используемого для каждого самолета, составляет 3,8 т. После использования сварного топливного резервуара вес был уменьшен на 24%,из которых 12% было обусловлено сокращением доли материалов, и 12% было достигнуто благодаря сокращению нитов, винтов, уплотнителей и перекрывающихся частей в сварной конструкции.пассажирские самолетыДозировка Ан-124 составляет почти 8 т, доза на рисунке-204 составляет 2,7 т, доза на Ми-26 составляет 1,8 т, а Ил-86 и Ан-72 также используют сплав Аль-Ли.Сплав аль-Ли также широко использовался в Су-27., Су-35, Су-37 и других истребителей, а также ракетных боеголовок дальнего радиуса действия.
Авиационные применения сплавов алюминия и лития
Для конструкции космического аппарата уменьшение массы может увеличить эффективную нагрузку, и каждое увеличение на 1 кг эффективной нагрузки может принести выгоду от 4400 до 110 000 долларов США.из-за низкой плотности и хороших характеристик сплавов Al-LiСтруктуры из сплава Ал-Ли используются во многих аэрокосмических транспортных средствах.
Самолет, изготовленный американской ракетно-космической компанией Lockheed (LMSC), использует материалы с низкой плотностью, средней прочностью и высокой жесткостью, поэтому используется большое количество продуктов из сплава Al-Li.С середины 1980-х годов, большое количество 8090 и распространенные методы обработки были использованы для производства различных кованых изделий, толстых пластин, тонких пластин и экструзий.LMSC использует 8090 пластинок на адаптере полезной нагрузки Hercules, чтобы уменьшить вес на 180 кг.Компания использует сплав AA2195 для производства нового "ультралегкого топливного бака" космического шаттла, который имеет длину 47 м и диаметр 8,4 м, который используется для хранения криогенного топлива и жидкого водорода.Использование сплава AA2195 уменьшает топливный бак на 5% (уменьшение веса почти на 3400 кг), увеличивает прочность на 30%, эффективно увеличивает эффективную нагрузку и экономит около 75 миллионов долларов США в расходах.Диаметр 44 м и 3Криогенная коробка длиной 0,05 м для ракеты с дельта-крылом, содержащая топливо и жидкий кислород, уменьшая массу на 15%.Три компонента американской космической компании General Dynamics на ракетах-носителях Atlas и Centaur используют сплав 2090В декабре 1997 года внешний резервуар американского космического шаттла Endeavour заменил 2219 на 2195, что увеличило его грузоподъемность на 3.4t.
Сплавы аль-Ли также имеют много применений в российской аэрокосмической промышленности. Россия добавила 0,20% элемента Sc на основе сплава 1450 для разработки сплава 1460, который имеет лучшую производительность,и применил его к структурным частям крупномасштабной ракеты-носителя "Энергия"Кроме того, он также используется на конструктивных частях других ракет, космического челнока "Близзард" и космической станции.
