中文字幕一级黄色A级片|免费特级毛片。性欧美日本|偷拍亚洲欧美1级片|成人黄色中文小说网|A级片视频在线观看|老司机网址在线观看|免费一级无码激情黄所|欧美三级片区精品网站999|日韩av超碰日本青青草成人|一区二区亚洲AV婷婷

輕量化是航空航天材料發(fā)展的重要趨勢，減輕機身及各零部件質(zhì)量所帶來的優(yōu)勢顯而易見：可減少燃油消耗量、增加載重、延長飛機飛行時間、降低飛行成本。數(shù)據(jù)顯示，每減少1磅航空航天材料，商用飛機的費用可減少300美元；戰(zhàn)斗機減少3000美元；航天器減少30000美元，由此可見航空材料的輕量化對航天飛行器成本的影響之重要。另外，在節(jié)約成本的同時，高速飛行的飛行器質(zhì)量的減輕還可大大減少慣性，提高飛行性能。鎂的密度為1.74 g/cm3，在金屬鎂中添加一些合金元素構(gòu)成鎂合金依然是眾多航空航天金屬材料中質(zhì)量最輕的，僅相當(dāng)于工程塑料的密度，強度、剛度卻高出工程塑料很多，故鎂合金若能大量應(yīng)用于航空航天中將會帶來巨大的減重效益，節(jié)約成本。

鎂合金作為“21 世紀(jì)綠色工程材料”，具有高的比強度和比剛度，良好的尺寸穩(wěn)定性、導(dǎo)熱導(dǎo)電性，抗振能力強、可承受較大沖擊載荷，以及優(yōu)異的鑄造、切削加工性能和易回收利用，這些特性使其在航空航天領(lǐng)域占有一席之地，可作為飛機、導(dǎo)彈、飛船、衛(wèi)星等航空設(shè)備上重要構(gòu)件材料。隨著科技水平的不斷進(jìn)步，航空航天領(lǐng)域的發(fā)展越來越離不開鎂合金的參與。

一、航空航天材料的性能要求

1.高的比強度和比剛度

航空航天材料首先要有足夠的強度、剛度、且質(zhì)量輕，抵抗外載荷作用而不被破壞或發(fā)生形變，通常情況下強度、剛度大的結(jié)構(gòu)件質(zhì)量過重，質(zhì)量太輕則剛度、強度不夠，因此應(yīng)在滿足設(shè)計所規(guī)定的強度剛度要求下實現(xiàn)質(zhì)量最輕，以便更多載人、載物，延長飛行時間，減少燃油或推進(jìn)劑的消耗，除結(jié)構(gòu)設(shè)計合理外，就是選用比強度、比剛度高的材料，同時鎂的加工性能優(yōu)異且資源豐富，價格相對低廉。

2.優(yōu)良的耐高低溫性能

空氣動力加熱、發(fā)動機燃?xì)庖约疤罩刑柕妮椪盏纫蛩囟紩癸w行器中的部分零部件在飛行一段時間后處在一定的高溫環(huán)境中，加上飛行器長時間高速在空中飛行，就要求這些零部件所用的材料具有良好的高溫持久強度、抗蠕變強度、熱疲勞強度，高溫下長期工作能保持優(yōu)良的組織結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

飛機在1萬m的高空中飛行時，氣溫會降到-50℃左右，飛機處在一定的低溫環(huán)境中，這就要求在此低溫環(huán)境下飛機各零部件不產(chǎn)生脆化現(xiàn)象。又如液體火箭采用液氧和液氫作推進(jìn)劑時，液氧和液氫的沸點分別為-183℃和-253℃，這也要求儲存該推進(jìn)劑的設(shè)備所用材料在此低溫下滿足所需性能要求，諸如此類，都對航空航天材料提出了更嚴(yán)峻的要求。

3.耐老化和耐腐蝕

航空飛行器在空氣、燃料、推進(jìn)劑、各種潤滑劑、液壓油等腐蝕性介質(zhì)中要有良好的耐老化性和高的耐腐蝕性能，這些介質(zhì)如汽油、煤油、濃硝酸、四氧化二氮、肼類等對材料都有強烈的腐蝕作用或溶脹作用，這就要求儲存這些介質(zhì)的器件具有一定的防腐性能；同時大氣中太陽的輻照、風(fēng)雨的侵蝕及地下潮濕環(huán)境中產(chǎn)生的霉菌等對航空材料也有一定的腐蝕、老化作用。

4.壽命和安全性

鎂合金具有足夠的壽命和抗疲勞破壞能力。飛機在起飛、降落以及遇到突風(fēng)時，飛機上的許多結(jié)構(gòu)由于受交變載荷作用會產(chǎn)生疲勞破壞，故為保證飛機的安全可靠性和生存力，所用材料需具有良好的抗疲勞破壞能力。對于軍用飛機而言，被武器擊中后繼續(xù)飛行的能力決定了其生存能力的強弱，受傷程度相同的情況下，只有繼續(xù)飛行能力強的飛機才具有一線生機。

航空飛行器中許多零部件的工作條件極其苛刻，如超高溫、超低溫、高真空、高應(yīng)力、強腐蝕等，此外還受重量和容納空間的限制，甚至需要在大氣層或外層空間長期運行，無法停機檢查或更換零件，質(zhì)量確?？煽?。隨著人類對外太空探索的不但深入，航空航天材料的性能要求更加苛刻。

二、鎂合金的性能特點及航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用

1.質(zhì)量輕

燃料的負(fù)重難以減輕一直是航空航天領(lǐng)域中急需解決的難題，而鎂合金在現(xiàn)有工程用金屬中密度最小，約為鋁的2/3，鋼的1/4，這一優(yōu)勢使其應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域成為可能。將鎂合金的輕質(zhì)量應(yīng)用于航空航天，則減輕了飛行機體的自重，大大減輕了燃料的負(fù)擔(dān)。輕質(zhì)對航空航天材料的重要性為鎂合金在航空領(lǐng)域的應(yīng)用提供了機遇與挑戰(zhàn)。

科學(xué)家們不斷改變、調(diào)整鎂與合金元素的配比，經(jīng)過無數(shù)次的試驗研究得到的鎂合金，其強度、彈性模量雖不及鋁合金和鋼，但比剛度、比強度及比彈性模量卻與其相當(dāng)，已成功應(yīng)用到航空航天領(lǐng)域，且鎂合金具有良好的機械加工性，故可用鎂合金制造剛性好的零部件及飛機非主要受力構(gòu)上。

鑒于鎂合金的低密度，在飛機、導(dǎo)彈、飛船、衛(wèi)星上得到了廣泛的應(yīng)用。最初采用鎂稀土合金制造飛機和導(dǎo)彈的蒙皮、框架以及飛機起落架上的剎車輪轂[4]。隨著鎂合金新技術(shù)的不斷突破，鎂合金在航空飛機上的應(yīng)用逐步擴(kuò)大到強擊機、直升機、導(dǎo)彈、衛(wèi)星等產(chǎn)品上。

2.高比強度、比剛度

鎂合金的密度雖低，比強度、比剛度卻與鋁合金和鋼相近，屬于輕質(zhì)高強材料，故可用于工作中承受各種載荷如沖擊載荷、交變載荷、振動載荷等零件的制造，如飛機蒙皮和艙體、壁板，發(fā)動機部件、輔助動力裝置、直升機的變速箱和傳動箱等。

有研究結(jié)果表明，稀土高強鎂合金可取代部分中強鋁合金，有的性能可以達(dá)到甚至超過高強度的2XXX系鋁合金，在殲擊機上獲得應(yīng)用[5]。隨著鎂合金制備技術(shù)的發(fā)展，比剛度和耐熱、耐蝕性的進(jìn)一步提高，應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，由民用飛機的發(fā)動機零件、螺旋槳、齒輪箱、支架結(jié)構(gòu)零件逐漸擴(kuò)大到軍用飛機、火箭、導(dǎo)彈以及衛(wèi)星等領(lǐng)域。

3.高阻尼、良好的減振效果

鎂合金具有良好的阻尼效果，減振效果優(yōu)于鋁合金[6]。2014年12月，我國第一套民用航空鎂合金座椅試制成功。作為我國自主研制、設(shè)計、加工制造和組裝的第一套民用航空鎂合金座椅在中航工業(yè)湖北航宇嘉泰飛機設(shè)備有限公司完成最后的組裝工作，標(biāo)志著我國第一套民機用鎂合金座椅試制成功。相同鋁合金座椅主結(jié)構(gòu)重9.3kg，而該套座椅降至7.18kg，降低22.8%。2015年2月，德國座椅制造商也成功生產(chǎn)出鎂合金航空座椅，與鋁合金座椅保持相當(dāng)?shù)膹姸群晚g性的同時減重25%，這標(biāo)志著鎂合金在航空領(lǐng)域的應(yīng)用上了新的臺階。可以預(yù)測，不久的將來鎂合金將成為飛行器輕量化的重要舉措，為未來航空航天材料的減重將做出巨大貢獻(xiàn)。

4.良好的鑄造性

利用鎂合金優(yōu)良的鑄造性，對于飛機發(fā)動機中一些形狀復(fù)雜、承力較小的結(jié)構(gòu)件可用鎂合金制造，如發(fā)動機附件機匣、直升機變速箱、以及驅(qū)動變速系統(tǒng)的外殼等。ZE41鎂合金鑄件用于制造“全球鷹”無人機裝配的AE-3007發(fā)動機中介機匣，WE43鎂合金鑄件用于制造F-16、F-18飛機配裝的F-110發(fā)動機附件機匣以及F-22飛機配裝的F-119發(fā)動機變速箱殼體。

5.耐溫性

隨著鎂合金耐溫性的提高，ZM2、ZM3、ZM4、ZM5、ZM6等鑄造稀土鎂合金廣泛用于制造飛機各種發(fā)動機箱體、傳送箱和電源裝置。國產(chǎn)渦噴-7、渦噴-13發(fā)動機的前、后機匣和主機匣采用ZM2鎂合金制造，國產(chǎn)殲-6飛機渦噴-6發(fā)動機的前艙鑄件和渦噴-11發(fā)動機的離心機匣等零件采用ZM3鎂合金制造；飛機液壓恒速裝置殼體采用ZM4鎂合金制造；ZM5鎂合金用于制造渦槳發(fā)動機的附件傳動機匣和減速器機匣。

ZM6鑄造鎂合金的室溫和高溫力學(xué)性能佳，室溫下拉伸強度較高并具有一定的塑性，高溫250℃以下的抗蠕變強度、持久強度及瞬時拉伸性能均優(yōu)于ZM3和ZM4鑄造鎂合金，可用于在高溫250℃以下長期工作并需保持一定強度的零部件，如燃?xì)鉁u輪起動機的附件傳動后機匣。

6.抗腐蝕能力

利用鎂合金對石油和堿類物質(zhì)具有抗腐蝕性的特點可以用于制造油管和油箱零件。飛機在海洋氣候環(huán)境下工作時要求其本身的材料具有良好的抗腐蝕性，可采取一定措施提高鎂合金的抗腐蝕性，以期在航空產(chǎn)品上得到應(yīng)用。國外主要采用提高鎂合金純度的方法提高其抗蝕性能，如美國通過降低AZ91鎂合金中重金屬雜質(zhì)銅、鎳、鐵的含量，研究出AZ91D和AZ91E高純鎂合金，提高鑄造性能的同時提高了抗蝕性。實驗表明，AZ91E鎂合金的抗蝕性能已接近A357鑄造鋁合金，這對擴(kuò)大鎂合金在航空領(lǐng)域的應(yīng)用意義非凡。我國對ZM6鎂合金表面經(jīng)化學(xué)處理后可大幅提高耐腐蝕性能，用于制造直升機尾減速器主機匣可在海洋環(huán)境下使用。

三、展望

伴隨我國航空航天事業(yè)的快速發(fā)展，采用輕質(zhì)高強的新型鎂合金材料成為實現(xiàn)航空航天輕量化的重要手段。我國鎂資源豐富，大力發(fā)展鎂合金科技、提升我國鎂產(chǎn)業(yè)的技術(shù)水平，提高鎂合金在航空飛行器中的應(yīng)用比例，有效減輕航空航天機身重量。這就要求各高校、研究所及航空航天企業(yè)通力合作，解決鎂合金在航空領(lǐng)域的應(yīng)用難點，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。與發(fā)達(dá)國家相比，我國對鎂合金的研究起步較晚，差距較大，需要科學(xué)工作者的不斷努力。

一是繼續(xù)加大高性能鎂合金的開發(fā)研究，擴(kuò)大應(yīng)用范圍。鎂合金在航空領(lǐng)域的應(yīng)用國內(nèi)當(dāng)前主要集中于非承力/次承力結(jié)構(gòu)件，而國外在大型、復(fù)雜、承力結(jié)構(gòu)件已有部分應(yīng)用，進(jìn)一步提高鎂合金的性能，擴(kuò)大應(yīng)用范圍。

二是提高鎂合金的耐腐蝕性，以適應(yīng)飛行器在海洋領(lǐng)域?qū)娇蘸教觳牧系囊蟆Ｎ覈母g防護(hù)技術(shù)距國外還有一定的差距，鑄件成品率有待提高，這大大限制了鎂合金在飛行器中的應(yīng)用。

三是進(jìn)一步提高鎂合金的加工制造性，改善其對加工過程與加工條件的嚴(yán)格要求，擴(kuò)大變形鎂合金在航空領(lǐng)域的應(yīng)用。

文/費有靜

鎮(zhèn)江技師學(xué)院