飞机合金材料种类和飞机合金材料制造工艺发展

飞机合金材料包括高性能铝、高强度钢和钛合金材料，随着每一种新型飞机的出现而稳步发展。飞机合金材料主要通过对现有合金的渐进改进，在开发强度、韧性、耐腐蚀性和可生产性方面取得了重大进展。飞机设计者希望提高耐久性和减轻重量的愿望导致了新型铝合金的发展，它提供了特定强度、耐久性和损伤容限的改进组合。大多数情况下，新合金是旧合金的变体，但对化学和加工参数有更严格的控制。

飞机合金材料中的铝锂合金材料的商业用途有限。铝锂合金材料作为一个整体具有良好的疲劳性能;易于超塑性成形;可焊性中等至良好;可进行化学研磨、粘结、阳极氧化、包覆和喷涂。然而，它们往往表现出相当大的各向异性，通常比传统铝合金更昂贵，更容易被表面氧化，淬火时容易翘曲。铝锂合金比传统铝合金更难加工，其性能受相对较小的加工变化影响较大。

飞机合金材料改进的镍钴低碳钢已经被开发成具有高强度、高韧性和耐腐蚀性的杰出组合。这些合金已用于起落架。如果没有相应的延性和韧性的降低，这些新钢的强度就不能显著提高。然而，增强的强度可以在保持韧性的同时达到民用飞机起落架应用可接受的水平。

在飞机合金材料应用中使用钛的主要原因包括:重量节省、工作温度高、空间限制、耐腐蚀性和复合材料兼容性。委员会相信，钛合金将继续得到发展，在耐温性能和强度/韧性组合方面得到改善。低成本钛合金具有进一步提高钛合金在生产应用中的利用率的潜力。

尽管飞机合金材料有显著的性能优势，但是由于金属基复合材料的高成本、缺乏机械性能测量的标准化以及加工和机加工的困难，委员会并没有预见其在下一代运输机的机身上的显著应用。连续和间断金属基复合材料都需要工艺开发和标准化。飞机合金材料制造工艺的发展一直强调低成本的方法，如净形加工(铸造和锻造)，改进的成形方法(包括年龄成形和超塑性成形)，高速加工，以及超塑性成形和扩散连接。