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合金材料铸件工艺已经在各种飞机上广泛使用

从合金材料使用历史上看,合金材料铸件的强度和韧性水平以及质量的一致性一直低于合金材料锻造制品。因此,合金材料铸件在许多飞机机体的初级结构中没有得到应用。然而,铝合金和钛合金材料铸件在飞机,特别是军事系统中发现了重要的新应用。随着合金材料工艺技术的进步和降低生产成本的需要,合金材料铸件的应用越来越广泛。

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合金材料铸件已生产和使用在广泛的机身组件,包括塔,舱壁,垂直稳定,和雨棚框架。最常见的铝合金材料。与变形合金材料相比,铝合金材料的许用设计应力通常较低,这是由于与变形产品相比,铝合金材料具有更大的可变性,因为铝合金材料中始终存在气孔。改进的铝铸造合金材料,对微观结构控制的理解的进步,以及砂和投资铸造工艺的改进,导致铝铸件的使用显著增加。


合金材料铸造钛合金部件已成功地应用于发动机和机身多年。钛合金材料铸件有许多应用于结构应用,如框架和喷嘴。航空航天结构中用于铸造零件的主要钛合金是Ti-6-4。合金材料在机身应用中,钛合金材料铸件被用于次要或非结构性应用,铸造系数s2为1.0-2.0,这取决于应用的临界性。随着合金材料铸造技术的成熟,热等静压工艺(HIP)已成为钛铸件铸造工艺的一个重要组成部分,更大、更复杂的铸件形状得以实现,结构性能得到了显著改善。

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合金材料铸造工艺的进步,特别是臀部、提高性能数据库,和之前的历史在引擎应用程序导致波音/洛克希德团队致力于生产飞机身体两侧肋大会,一级结构/断裂关键部分,从两个Ti-6-4铸件铸造因子为1.0。在重量和成本方面的好处是由于设计的细化、联合消除和二次加工的最小化而实现的。在飞机上的这种最初的铸件应用已经导致了许多附加的应用,总共超过50个零件,许多在断裂关键的应用。飞机的成功应该会推动合金材料商用飞机工业追求类似的应用。


合金材料关键结构铸件在广泛使用之前需要解决的问题包括:消除铸造因素。需要对合金材料进行大量的试验,以确定能够减少或消除铸造因素的静态性能、耐久性和损伤容限特性。合金材料工艺控制的实施和属性数据库的开发将使铸造因素最小化或消除。合金材料铸造因素是由于铸造工艺和部件质量的历史不一致性而对铸造部件施加的额外安全系数。


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