【正文】 適用于激光束焊接、攪拌摩擦焊接、時效成形；(8)更高的性價比。根據(jù)現(xiàn)有資料的匯總分析，比較常規(guī)鋁合金、復(fù)合材料及鋁鋰合金的應(yīng)用情況，分析比較鋁鋰合金的優(yōu)勢，見表1。如表1所示，在減重效果上，鋁鋰合金在受壓及受彎曲扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的部位具有優(yōu)勢；在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)上，現(xiàn)有的鋁合金的設(shè)計(jì)技術(shù)在經(jīng)過一定的驗(yàn)證后即可應(yīng)用于鋁鋰合金，設(shè)計(jì)方法及準(zhǔn)則更改少，與常規(guī)鋁合金方案較易轉(zhuǎn)換；在制造工藝性方面，鋁鋰合金可以大量繼承傳統(tǒng)的鋁合金的工藝、裝備，有較大成本優(yōu)勢；在維修方面，鋁鋰合金與常規(guī)鋁合金在設(shè)計(jì)、制造、維修上的差異較小，在航線維護(hù)、維修方面的風(fēng)險較小。2．2 鋁鋰合金性能提高的主要途徑（1112）2．2．1 微合金化在鋁鋰合金中通常加入的合金元素有Cu、Mg、zr、Cd、Sc、Ce等，以影響合金的析出行為和析出相的化學(xué)成分、類型、數(shù)量、形狀、尺寸和分布，改善晶界特性，可全面提高合金的各項(xiàng)性能。在鋁鋰合金中添加Cu能引入沉積強(qiáng)化相T(A1 CuLi)，會極大地增加合金的剛度。但cu的含量過高，會導(dǎo)致韌量(質(zhì)量比)為1．0％ ～4．5％。Mg能促進(jìn)T(Al：Cu—Li)相的析出，抑制8相的析出。所以添加Mg能夠產(chǎn)生固溶強(qiáng)化，并強(qiáng)化無析出帶，使其有害作用減 少。當(dāng)在鋁鋰合金中同時加入cu和Mg時，還可形成S(A1：CuMg)彌散相。S相優(yōu)先在位錯等缺陷附降低合金共面滑移的傾向，并激發(fā)其產(chǎn)生交滑移，促進(jìn)合金均勻變形，改善韌性。但Mg含量過高，則T相優(yōu)先在晶界析出，使脆性劇增。目前商業(yè)鋁鋰合金中一般摻Mg量(質(zhì)量比)為0．2％ ～2．3％。在合金中添加zr，能形成B’(Al，zr)相的彌散質(zhì)點(diǎn)，一般在晶界或亞晶界析出，對晶界有釘軋作用，能抑制合金再結(jié)晶并能細(xì)化晶粒，改善合金的剛度。并且 p相還可以成為6’(A1 Li)相的成核位置，8相在其周圍生長，形成牛眼狀結(jié)構(gòu)，提高合金的強(qiáng)度。同時zr還使合金的時效速率加快。但zr含量過高，將使晶界出現(xiàn)含zr的粗大析出物，破壞晶界性能，并使合金體積質(zhì)量增大。目前商業(yè)鋁鋰合金限zr的含量在0．08％ ～0．10％ 左右。2．2．2 形變熱處理對固溶處理后的鋁鋰合金在時效前進(jìn)行適當(dāng)冷變形，可在合金中形成密布的位錯或位錯纏結(jié)，成為S、T1相非均勻形核的位置，從而增大位錯不能切割的沉淀相的體積分?jǐn)?shù)，減小合金的共面滑移及晶界應(yīng)力集中。然后進(jìn)行時效，可使時效過程中析出的第二相微粒更為彌散均勻分布，并減小無析出帶寬度，從而改善合金的綜合力學(xué)性能。2．2．3 純凈化用真空純化法，可以使合金內(nèi)的堿金屬和氫含量顯著降低，從而使合金韌性顯著提高。澳大利亞Comaleo鋁有限公司利用真空純化法，使堿金屬含量由原來的(3～6)10 降到110 以下，氫含量也顯著降低，合金韌性得到顯著提高。用此法制得的2090合金的斷裂韌性比堿金屬含量大于510的鋁鋰合金高得多，且在65℃下暴露1000h后韌性幾乎不降低。2．2．4 再結(jié)晶、在不同方向上拉伸或冷軋、減小變形量、改變彌散相類型等方法 這些方法可以改善合金的各向異性。Alcoa、Alcan等公司利用再結(jié)晶方法制造出了各向異性小的2090、8090薄板材。O．S．Es2said等將2095板材在峰值時效前偏離軋制方向60。進(jìn)行6％變形量的拉伸，發(fā)現(xiàn)可大大降低峰值時效產(chǎn)品的各向異性。美國研制的XT1XT1XT1XT140四種專利合金，專門從軋制上研究減小材料各向異性的辦法。2．3 鋁鋰合金在國外飛機(jī)上的應(yīng)用空客A380—800飛機(jī)主艙橫梁采用了2196鋁鋰合金鍛壓件。A350 XWB機(jī)身為混合結(jié)構(gòu)，由鋁鋰合金／鋁合金機(jī)身框、縱梁、肋板、地板梁、起落架艙等組成“導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)”，一方面為飛機(jī)上的電子設(shè)備提供必要的回路；另一方面，能有效防止復(fù)合材料不利于電氣設(shè)備的雷擊保護(hù)問題。C一17在研制中也采用大量2090鋁鋰合金，代替2024鋁合金來實(shí)現(xiàn)降低結(jié)構(gòu)重量的目標(biāo)。圖2為龐巴迪C系列材料使用情況，從圖中可以看到，先進(jìn)鋁鋰合金材料部件已經(jīng)占到飛機(jī)材料使用總量的23％。3結(jié)論新型鋁鋰合金是重要的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料，具有廣闊的應(yīng)用前景。但在發(fā)展過程中仍存在很多問題，如制造成本高，低韌性斷裂等。因此今后還需加強(qiáng)以下幾個方面的工作：(1)復(fù)合微合金化是鋁合金強(qiáng)韌化研究的一個重要方向，特別是sc與Ti、Mn、Zr等復(fù)合微合金化需深入系統(tǒng)地進(jìn)行研究與開發(fā)。(2)在形變熱處理與分級熱處理工藝和成分控制上進(jìn)行更深入的研究，保證合金有最佳強(qiáng)韌性和抗腐蝕性的綜合性能。(3)大力開展強(qiáng)韌性、腐蝕及疲勞斷裂機(jī)理研究，獲取提高強(qiáng)度、韌性、抗腐蝕性等的途徑。鋁鋰合金具有減重效果明顯、成本低、技術(shù)成熟度高等多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，在國外飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用廣泛。但是，我國的鋁鋰合金還處在,lgtt量研制階段，在材料各項(xiàng)性能和應(yīng)用領(lǐng)域方面與國外相比還有很大差距。到目前為止，僅在部分軍機(jī)的普通框緣鈑金結(jié)構(gòu)上有過少量的應(yīng)用，還沒有進(jìn)入工程化批量生產(chǎn)階段。所以，要將鋁鋰合金應(yīng)用在我國的大型客機(jī) 上，在設(shè)計(jì)方法、制造工藝、適航取證等方面還有很多工作要做。參考文獻(xiàn)：[1]胡德昌，胡小舟．現(xiàn)代工程材料手冊．北京：宇航出版社，1992.[2]劉斌，陳錚錚．鋁鋰合金的發(fā)展與應(yīng)用．現(xiàn)代機(jī)械，2001(4)：71—75． [3]邱惠中．鋁鋰合金的發(fā)展概況及其應(yīng)用．宇航材料工藝，1993(4)：38—45．[4]尹登峰，鄭子樵．鋁鋰合金的研究開發(fā)的歷史現(xiàn)狀．材料導(dǎo)報，2003(2)：19—23． [5]吳靜．鋁鋰合金的研究與發(fā)展．高能量密度物理，2007(4)：169—173． [6]HullA，Raizenne D．The Effect of Crack Deflection and Surface Roughness on Constant and Variable Amp litude Loading Fatigue Crack Growth in Aluminum —Lithium Alloys． ASTM Spec Tech Publ。1995：502． [7]Electrochem J．Study on the Electrochemical Formation of Al—Li Alloys inButyrolactone Electrolytes Swieflana Biallozor and Marek Lieder．Soc，1993，140：2537.[8]CHENGHai—ping，Barnett R N，Uzi Landman．Energetics and Structures of AluminumL ithium Clusters Phys Rev B，1993，48：1820．[9]Michael J Meh1．Pressure Dependence of the ElasticModul in Aluminumrich A1L i Compounds．Phys RevB，1993，47：2493.[10]GoforthRE，SrinivasanM N．Testing the Superp lastic Flow Characteristics ofAdvanced Aluminum Alloys．J Test Eval，1993，21：36． [11]霍紅慶，郝維新，耿桂宏等．航天輕型結(jié)構(gòu)材料一鋁鋰合金的發(fā)展．真空與低溫，2005，11(2)：63—69．[12]黃蘭萍，鄭子樵，李世晨等．鋁鋰合金的研究和應(yīng)用．材料導(dǎo)報，2002，16(5)：20—23．