Toepassingsstatus en perspectieven van aluminiumlegers in de lucht- en ruimtevaart

Toestandsrapport

• Breed gebruik in kritieke onderdelen: Aluminiumlegingen, met hun uitstekende mechanische eigenschappen, lage dichtheid en goede bewerkbaarheid, worden breed gebruikt in de lucht- en ruimtevaartsector. In de luchtvaartindustrie worden ze uitgebreid gebruikt bij de productie van structurele onderdelen zoals vliegtuigrompen, vleugels, verbindingen en landingsgestellen. In de ruimtevaartsector worden ze veel gebruikt in kritieke onderdelen zoals raketdrijfveren, vloeibare zuurstofbrandkamers, aandrijvingssystemen en structurele onderdelen.

• Hoofd Alloy Serie: De 2000 en 7000 serie aluminiumlegingen worden het meest gebruikt in de lucht- en ruimtevaart. De 2000 serie aluminiumlegingen, hoofdzakelijk bestaand uit aluminium, koper en magnesium, hebben uitstekende hitteresistentie en zijn geschikt voor de productie van hoogtemperatuur onderdelen in toepassingen voor de lucht- en ruimtevaart, zoals hitwerende onderdelen die werken bij temperaturen tussen 150°C en 250°C, hitwerende, lasbare structurele onderdelen en geformde delen. De 7000 serie aluminiumlegingen, voornamelijk samengesteld uit aluminium, zink, magnesium en koper, kunnen worden versterkt door middel van warmtebehandeling. Hun uitstekende bewerkbaarheid, corrosiebestendigheid en hoge taaiheid maken ze tot de belangrijkste structurele materialen in de lucht- en ruimtevaart. Bijvoorbeeld, de bovenkant van de vleugels en de vleugelstrepen van het Boeing 777-vliegtuig zijn gemaakt van 7000-serie aluminiumlegingen.

• Technologische innovatie drijft toepassingsupgrades: Door continue technologische vooruitgang zijn nieuwe soorten aluminiumlegervormen en -verwerkstechnieken ontstaan. Bijvoorbeeld, het door team van professor He Cunian van de Universiteit van Tianjin ontwikkelde oxidedispersieversterkte aluminiumlegger is erin geslaagd de diensttemperatuur van aluminiumleggers te verhogen van 350°C naar 500°C, waarmee het probleem van het gebruik van aluminiumleggers in hoge-temperatuuromgevingen boven 400°C is opgelost. Dit biedt een materiaal met superieure prestaties voor ruimtevaarttoepassingen in hoge-temperatuuromgevingen. Daarnaast maakt de ontwikkeling van innovatieve productieprocessen zoals poedermetaaltechnologie en sprayvorming het ook mogelijk om lichtgewicht aluminiummateriaal met betere eigenschappen te produceren.

• Nationale Ontwikkeling: Het onderzoek naar hoogsterkige en hoogtoughheid aluminiumlegers in China is relatief laat begonnen, aanvankelijk voornamelijk gericht op het kopiëren van buitenlandse legers. In recente jaren heeft China zijn onderzoeks- en ontwikkelingsinspanningen verhoogd, waardoor een gezamenlijke kracht van onderzoeksinstituten en bedrijven is gevormd om een reeks belangrijke nationale projecten te voltooien en goede resultaten te behalen. China beschikt nu in principe over de mogelijkheid om hoogsterkige aluminiummateriaal op grote schaal te produceren, wat voldoet aan de toepassingsbehoeften van belangrijke nationale projecten. Toch bestaan er nog steeds verschillen ten opzichte van het internationale voortrekkerniveau, zoals de meeste producten die gekopieerd zijn, zwak basisonderzoek en verouderde productie- en verwerkingsapparatuur.

Toepassingsuitzichten

• Groei van de marktgroote: Het wordt voorspeld dat de wereldwijde marktgroote van aluminiumlegers voor luchtvaarttoepassingen met een jaarlijkse samengestelde groeisnelheid van 5,50% zal groeien van 2024 tot 2029. Tot 2029 wordt verwacht dat de wereldwijde marktgroote van aluminiumlegers voor luchtvaarttoepassingen een waarde van 99,343 miljard yuan zal bereiken. De continue groei van de marktgroote weerspiegelt de uitgestrekte vraagperspectieven voor aluminiumlegers in de luchtvaartsector.

• Toenemende vraag naar hoogpresterende aluminiumlegers: De voortdurende ontwikkeling van luchtvaarttechnologie stelt hogere eisen aan materiaalprestaties. In de toekomst zal de vraag naar hoogsterkte, hoog-toughness, hoog corrosiebestendige en hoogtemperatuurresistente aluminiumlegers verder toenemen. Bijvoorbeeld, aluminium-litiumlegers, met hun lagere dichtheid en uitstekende algehele eigenschappen, worden verwacht om breder toegepast te worden in de lucht- en ruimtevaartsector. Ze kunnen gebruikt worden voor de productie van belangrijke structurele onderdelen van vliegtuigen, lanceringssystemen, ruimtevaartuigen en wapensystemen om de behoeften van gewichtsvermindering en prestatieverhoging van lucht- en ruimtevaartproducten te voldoen.

• Geavanceerde productietechnologieën versterken toepassingen van aluminiumlegers: De ontwikkeling van geavanceerde productietechnologieën zoals 3D-printen biedt nieuwe kansen voor de toepassing van aluminiumlegers in de luchtvaartsector. Met 3D-printtechnologie is het mogelijk om complex gevormde en hoognauwkeurige aluminiumcomponenten te produceren, wat de productiefiteit kan verbeteren, kosten kan verlagen en de toepassingsgebieden van aluminiumlegers in de luchtvaartsector kan uitbreiden.

• Overwegingen voor duurzame ontwikkeling: In het licht van milieubescherming en duurzame ontwikkeling zal de herbruikbaarheid en hernieuwbare waarde van aluminiumlegers meer aandacht krijgen. Het ontwikkelen van hernieuwbare technologie voor aluminiumlegers en het verhogen van de recyclagegraad van aluminiumlegers kan niet alleen grondstoffengebruik en productiekosten verminderen, maar ook helpen bij het reduceren van de milieuimpact, in overeenstemming met de eisen voor duurzame ontwikkeling in de luchtvaartsector.