Състояние и перспективи на приложението на алуминиевите сплавове в аерокосмическата област

Статус на приложението

• Широко използване в критични компоненти: Алуминиевите сплавове, с техните отлични механични свойства, ниска плътност и добра обработваемост, са получили широкото си приложение в авиационната промишленост. В авиационния сектор те се използват масово при производството на конструктивни компоненти като самолетни корпуси, крила, свързващи елементи и ходилни шаси. В космическата индустрия те се използват широко в критични компоненти като ракетни тласкатели, камери за горене на течен кислород, пропелерни системи и конструктивни части.

• Основен сплавен ред: Редовете 2000 и 7000 алуминиеви сплави са най-често използваните в аерокосмическата индустрия. Сплавите от ред 2000, които се състоят предимно от алуминий, мед и магнезий, разполагат с отлична топлинна устойчивост и са подходящи за производство на компоненти, устойчиви на високи температури, при аерокосмически приложения, като топлинно устойчиви части, работещи при температури между 150°C и 250°C, топлинно устойчиви сварими конструктивни елементи и ковани изделия. Сплавите от ред 7000, които се състоят предимно от алуминий, цинк, магнезий и мед, могат да бъдат засилени чрез термична обработка. Нейната отлична обработваемост, корозионна устойчивост и висока твърдост ги правят основните конструкционни материали в аерокосмическата индустрия. Например, горните крилни обшивки и крилни стрингери на самолета Boeing 777 са направени от сплави от ред 7000.

• Технологическа иновация води до модернизация на приложенията: С продължаващия технологичен напредък са възникнали нови видове алуминиеви сплавове и технологии за обработка. Например, оксидно-дисперсионно усилваният алуминиев сплав, разработен от екипа на професор Хе Цунянь от Университета в Тяньджин, успешно е повишил температурата на използване на алуминиевите сплавове от 350°C до 500°C, решавайки проблема с използването на алуминиеви сплавове в високотемпературни среди над 400°C. Това предоставя материал с превъзходни характеристики за космическите приложения в високотемпературни условия. Освен това, разработването на иновативни производствени процеси като порошковата металиргия и спрей формирането прави възможна продукцията на лековесни алуминиеви сплавове с по-добри характеристики.

• Домашно развитие: Китайското изследване на високопрочни и високовъзстановителни алуминиеви сплавове започна относително късно, първоначално се фокусираше предимно върху копирането на чуждестранни сплави. През последните години Китай увелича усилията си за научно-изследователска дейност, формираjąc сила от институти за изследване и предприятия, които да завършат поредица от големи национални проекти и постигнаха добри резултати. Китай вече е придобил практически способността да масово производи материалите от високопрочен алуминиев сплав, отговарящи на приложимите нужди на големите национални проекти. Всичко пак, според международния напредък, все още има разстояние в план на това, че повечето продукти са копия, слабата основна научна дейност и зastарели машини за производство и обработка.

Приложения перспективи

• Растеж на пазара: Прогнозира се, че глобалният размер на пазара за алюминиеви сплавове с приложение в авиационната промишленост ще расте с годишен сложен темп от 5,50% между 2024 и 2029 г. Към 2029 г. размерът на глобалния пазар за алюминиеви сплавове с авиационни приложения очаква се да достигне 99,343 милиарда юаня. Непрекъснатият растеж на пазара отразява широките перспективи за изисквания към алюминиевите сплавове в авиационната област.

• Растящата нужда от високопроизводителни алуминиеви сплавове: Непрекъснатото развитие на авиационната технология поставя по-високи изисквания към характеристиките на материалите. В бъдеще, нуждата от високопрочни, високотвърди, корозионно устойчиви и топлостойки алуминиеви сплавове ще се увеличи още повече. Например, алуминиево-литиевите сплавове, които разполагат с по-ниска плътност и отлични комплексни свойства, се очаква да бъдат все по-широко приложими в авиационната индустрия. Те могат да се използват за производство на ключовите конструктивни елементи на самолети, пускови ракети, космически апарати и военни системи, за да отговарят на нуждите за намаляване на теглото и подобряване на характеристиките на авиационните продукти.

• Подобряващи се производствени технологии разширяват приложението на алуминиевите сплавове: Развитието на нови производствени технологии, като 3D печат, предлага нови възможности за използването на алуминиевите сплавове в аерокосмическата индустрия. С помощта на 3D печат може да се произвеждат сложни и високопrecизни компоненти от алуминиев сплав, което подобрява продуктивността, намалява разходите и разширява приложимостта на алуминиевите сплавове в аерокосмическата област.

• Разискване относно устойчивото развитие: В контекста на защита на околната среда и устойчивото развитие, повторното употребление и регенеративната стойност на алуминиевите сплавове ще получат още повече внимание. Развиването на технологии за регенеративни алуминиеви сплавове и увеличаването на степента на рекуперация на алуминиевите сплавове не само ще намали използването на ресурси и производствените разходи, но също така ще помогне за намаление на въздействието върху околната среда, което е в съответствие с изискванията за устойчиво развитие в аерокосмическата индустрия.