鋁鋰合金的研究和開發(fā)至今已有80多年歷史,但早期的鋁鋰合金具有明顯的缺點,如延展性和斷裂韌性低、缺口敏感性高、加工生產(chǎn)困難、價格昂貴等,導(dǎo)致其未能獲得進一步的推廣應(yīng)用。到上世紀80年代,情況有所改進,西方各國研制成功了低密度、中強耐損傷型和高強型等一系列較為成熟的鋁鋰合金產(chǎn)品,但仍存在一些明顯的缺點,如各向異性嚴重;短橫向強度較低;塑韌性水平較低;熱暴露后會嚴重損失韌性;大部分合金不可焊;強度水平總體較低等,使其綜合性能和價格難以與高性能鋁合金競爭。直到近20年,才發(fā)展出一系列具有一定特殊優(yōu)勢的鋁鋰合金,如美國發(fā)明了具有良好可焊性的超高強鋁鋰合金及高抗疲勞性能鋁鋰合金;俄羅斯開發(fā)了高強可焊的鋁鋰合金等。這些新開發(fā)的鋁鋰合金具有以下特點: 密度小、模量高; 良好的強度-韌性平衡; 耐損傷性能優(yōu)良; 各向異性小; 熱穩(wěn)定性好; 耐腐蝕; 加工成形性好,其中尤以低各向異性鋁鋰合金和高強可焊鋁鋰合金最引人注目。由于綜合性能提高,一些新型鋁鋰合金的性能已明顯優(yōu)于目前航空航天部門使用的一些傳統(tǒng)鋁合金,并在航空及航天工業(yè)上獲得廣泛應(yīng)用。
新型鋁鋰合金不僅具有低密度、高彈性模量、高比強度和高比模量的優(yōu)點,同時還兼具低疲勞裂紋擴展速率、較好的高溫及低溫性能等特點,被認為是航空航天最理想的結(jié)構(gòu)材料。鑒于航天對減重的實際需求以及新型鋁鋰合金優(yōu)異的綜合性能,歐美及俄羅斯等國都十分重視研制和開發(fā)航空航天用新型鋁鋰合金,西方航天大國在未來航天工業(yè)中都有大量應(yīng)用鋁鋰合金的計劃。例如,美國新一代航天工程“星座計劃”計劃中,執(zhí)行美國空間探索的新型運輸基礎(chǔ)設(shè)施的重要單元的戰(zhàn)神系列火箭的上面級將全部采用鋁鋰合金制造。
近三十年來,我國中南大學(xué),西南鋁業(yè)公司、航天材料及工藝研究所、北京航空材料研究院以及上海艾荔艾金屬材料有限公司等單位,在鋁鋰合金的研發(fā)上取得了重大突破,使我國鋁鋰合金的研發(fā)水平與國外基本保持相當水平。同時,國產(chǎn)鋁鋰合金在我國一些重要航空航天飛行器上也獲得了應(yīng)用。我國和美、法、俄等國一起,成為世界上能工業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用先進鋁鋰合金的少數(shù)幾個國家。進一步推動我國鋁鋰合金的研發(fā)工作顯然具有極為重要的戰(zhàn)略意義。









