航空鋁鋰合金的發(fā)展歷程

   在鋁合金中，每添加1% 鋰，可使其密度下降3%，彈性模量提高6%。鋁鋰合金由于具有密度低、彈性模量高、比強(qiáng)度高和比剛度高、疲勞裂紋擴(kuò)展速率低和高、低溫性能較好等特點(diǎn)，在航空航天領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。鋁鋰合金的發(fā)展大體上可劃分：

1、第一代鋁鋰合金

   第一代為初步發(fā)展階段，大約為20世紀(jì)50年代至60年代初。雖然早在l924年德國(guó)材料專家就開(kāi)發(fā)出第一個(gè)含Li的鋁合金Scleron合金，但是直到1958年美國(guó)Alcoa公司研究成功2020 合金并工業(yè)化生產(chǎn)出其合金板材后，鋁鋰合金才真正引起人們的注意。美國(guó)將2020合金用于制造海軍RA－5C軍用預(yù)警飛機(jī)的機(jī)冀蒙皮和尾冀水平安定面，獲得了6%的減重效果。隨后，1961年前蘇聯(lián)開(kāi)發(fā)出成分類似2020合金的BAЛ23合金。

2、第二代鋁鋰合金

   第二代為大發(fā)展階段，或是繁榮階段，大約為20世紀(jì)70年代至80年代后期。該階段研究的主要目標(biāo)是采用低密度的鋁鋰合金代替航空航天飛行器中廣泛采用的傳統(tǒng)鋁合金2024和7075等，以達(dá)到減重的目的。

   具有代表性的合金有：美國(guó)Alcoa公司為替代7075－T6合金研制的2090合金的薄厚板及擠壓材；法國(guó)Pechiney公司為替代2024－T3合金研制的2091T8X板材；英國(guó)Alcan公司為替代2024－T3合金研制的8090合金，前蘇聯(lián)研制的1420鋁鋰合金等。

3、第三代鋁鋰合金

   進(jìn)入90年代以后，開(kāi)始開(kāi)展第三代鋁鋰合金的研究。低各向異性鋁鋰合金和高強(qiáng)可焊鋁鋰合金是第三代鋁鋰合金的發(fā)展方向。

   目前，國(guó)外已有多種鋁鋰合金的生產(chǎn)達(dá)到工業(yè)化水平。美、歐等國(guó)已能生產(chǎn)6～10 t重的鑄錠，而俄羅斯已具備生產(chǎn)25 t 重鑄錠的能力。美國(guó)Alcoa公司鋁鋰合金年產(chǎn)量已超過(guò)3600 t，根據(jù)需要可迅速擴(kuò)大到年產(chǎn)9000 t。英國(guó)Alcan公司和法國(guó)Pechiney公司聯(lián)合建造的鋁鋰合金生產(chǎn)廠年產(chǎn)量可達(dá)10000 t。

  4、第四代鋁鋰合金

近年來(lái)，國(guó)際上已有關(guān)于第四代鋁鋰合金的報(bào)道。第四代鋁鋰合金的概念是在2009年的一次國(guó)際會(huì)議上由Ｒoger Digby提出。與第三代相比，第四代鋁鋰合金的鋰含量進(jìn)一步降低，強(qiáng)度、斷裂韌性提升，伸長(zhǎng)率有所降低，而其他性能基本仍能達(dá)到第三代鋁鋰合金的水平。目前，世界上Alcoa和Alcan兩大鋁業(yè)公司已經(jīng)著手開(kāi)發(fā)新一代鋁鋰合金。