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钛合金材料和铝合金材料超塑性性能开发

钛合金材料和铝合金材料在常规加工条件下不表现出超塑性性能。钛合金材料和铝合金材料为了获得超塑性变形所需的晶粒结构,通常需要进行特殊的热机械处理。铝合金材料特别针对其超塑性性能而开发。


铝合金材料是一种中等强度的合金材料,其机械性能类似于6061和2219,通常用于轻载或非结构应用。超过100个部件已经为超过80种不同的飞机生产,包括空客A340、Aerospatiale的ATR和波音777,并在世界各地的许多国家服务。例如,波音777的翼尖灯外壳是使用SPF处理制作的。欧洲战斗机项目正在考虑许多SPF级的部件,包括正弦波梁、辅助动力单元(APU)剪力墙、坦克剪力墙、门、箱、防火墙和出口。根据这些服务经验,SPF的铝部件应该会在商用飞机上得到更多的使用。

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用于钛合金材料的SPF和DB相结合的制造方法,目前还没有用于铝合金材料的商业方法。DB的有效利用受到存在于所有铝合金材料上的坚韧氧化膜的阻碍。旨在克服这一问题的发展项目正在进行中,但尚未取得成功。钛合金材料应用于钛合金材料的SPF和DB技术已经基本成熟。两者目前都在F-15E飞机上使用,具有显著的优势。SPF/DB成分的强度特性与锻造合金相同。然而,被连接的表面必须非常干净,否则强度会降低。


钛合金材料和铝合金材料已经开发了许多利用SPF和DB工艺的技术,这一过程是多用途的,可以形成无数复杂的截面,包括平面、曲线或复合轮廓。目前,美国至少有10家公司有能力生产SPF和SPF/DB的钛部件或结构。这个庞大的工业基地可以生产122×488×46厘米(48×192×18英寸)的零件。尽管有大量的研究和开发工作、广泛的工业能力和当前的应用,基本流程仍有许多技术问题需要解决,然后才能获得普遍的用户接受。


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