鋰是世界上最輕的元素。把金屬鋰作為合金元素加到金屬鋁中,就形成了鋁鋰合金。據業內人士介紹,鋁鋰合金是近十幾年來航空金屬材料中發展最為迅速的一個領域。
加入金屬鋰之后的鋁鋰合金,可以降低合金的比重,增加剛度,同時仍然保持較高的強度、較好的抗腐蝕性和抗疲勞性以及適宜的延展性。
1983年在巴黎國際航空博覽會上,世界上兩家最大的鋁合金生產企業——英國阿爾康鋁業公司和美國阿爾考鋁業公司,同時宣布研制成功新的革命性材料——鋁鋰合金。
美國總統座駕“海軍1號”直升機,機身主要由鋁-鋰合金制造
專家們認為,鋁鋰合金是從1943年發明鋁鋅系高強合金以來,鋁合金研究和開發的又一個里程碑。
其實,鋁鋰合金并不是個新鮮概念。對這種材料的認識經歷了相當長的時間。由于鋰的比重小,在鋁中的溶解度高,長期以來人們就把鋰看作鋁的親密合作伙伴。
1924年,德國研制成功一種工業鋁鋰合金——司克龍。這是一種僅含0.1%鋰的鋁鋅合金。它的機械性能比當時盛行的鋁鎂合金——杜拉鋁要稍好一些。由于當時杜拉鋁已得到公認,所以影響了司克龍合金應受到的廣泛重視。
1943年,高強度的鋁鋅鎂銅合金問世,再一次低估了鋁鋰合金的工業價值。1957年,英國研制成功了含鋰1.1%的X-2020鋁合金。這種合金用于美國艦載超音速攻擊機的機翼和水平尾翼的蒙皮上,取代原設計中的鋁合金后,RA-5C飛機的重量減輕6%。原蘇聯的科技工作者同時也研制出了一種含鋰2%的鋁合金。
又經過10年徘徊,到1967年發生了世界范圍的能源危機后,各國又重新開始大規模研究鋁鋰合金。由于冶金技術和相關技術的發展,使含鋰量更大、比重更小、強度更高的鋁鉀合金的出現成為可能。
據了解,目前許多先進的戰斗機和民航飛機大都采用了這種合金。鋁鋰合金的成本大約只是碳纖維增強塑料的1/10。如果采用鋁鋰合金制造波音飛機,重量可以減輕14.6%,燃料節省5.4%,飛機成本將下降2.1%,每架飛機每年的飛行費用將降低2.2%。
可以預料,隨著材料科學的發展,將有越來越多的新型合金進入航空航天業、各個工業部門及千家萬戶。
責任編輯:溫蕊
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