Стан застосування та перспективи алумінієвих сплавів в авіакосмічній галузі

Статус застосування

• Широке використання в критичних компонентах: сплави алюмінію, з їх чудовими механічними властивостями, низькою густиною та хорошим обробленим станом, широко використовуються в авіакосмічній галузі. У літакобудуванні вони широко використовуються при виготовленні конструкційних елементів, таких як фюзеляжі літаків, крила, з'єднання та шасі для посадки. У космічній галузі вони широко використовуються в критичних компонентах, таких як рушії ракет, камери згоряння ціклоїду, пропульсійні системи та конструкційні елементи.

• Основний сплав серії: Серії сплавів 2000 і 7000 найчастіше використовуються в авіакосмічній галузі. Сплави серії 2000, які головним чином складаються з алюмінію, міді та магніzu, мають відмінну стійкість до тепла і придатні для виготовлення компонентів, що витримують високу температуру, у космічних застосуваннях, таких як теплостійкі деталі, що працюють при температурах від 150°C до 250°C, теплостійкі з'єднання та штамповки. Сплави серії 7000, які головним чином складаються з алюмінію, цинку, магніzu та міді, можуть бути підвищеними через термічну обробку. Їх відмінна обробка, стійкість до корозії та висока витривчість роблять їх основними структурними матеріалами в авіакосмічній галузі. Наприклад, верхні покриття крила та стрингери крила літака Boeing 777 виготовлені зі сплавів серії 7000.

• Технологічна інновація сприяє оновленню застосувань: З завдяки неперервному технологічному прогресу, виникли нові типи матеріалів з алумінієвих сплавів та технології їх обробки. Наприклад, оксидно-дисперсний спливаний алумінієвий сплав, розроблений командою професора Хе Цуняна з Університету міста Тяньджин, успішно підвищив температуру експлуатації алумінієвих сплавів з 350°C до 500°C, вирішивши проблему використання алумінієвих сплавів у високотемпературних середовищах вище 400°C. Це надає матеріал з вищими характеристиками для космічних застосувань у високотемпературних умовах. Крім того, розробка інноваційних процесів виробництва, таких як порошкова металаґrafія та аерозольне формування, також зробила можливим виробництво легкісних алумінієвих матеріалів з кращими характеристиками.

• Внутрішнє розбудова: Дослідження високопрочних та високовтратних алюмінієвих сплавів у Китаї почалося досить пізно, початково головною метою було копіювання іноземних сплавів. У останні роки Китай збільшив свої зусилля з дослідження та розробки, створивши спільну силу науково-дослідних інститутів та підприємств для завершення серії великих національних проектів та досягнення хороших результатів. Зараз Китай практично отримав можливість масового виробництва матеріалів із високопрочного алюмінію, що задовольняє потреби великих національних проектів. Проте, порівнюючи з міжнародним передовим рівнем, все ще існують розриви у вигляді багатьох продуктів-копій, слабкої фундаментальної дослідницької бази та застаріле виробничє обладнання.

Перспективи застосування

• Рост розміру ринку: Прогнозується, що глобальний розмір ринку алюмінієвих сплавів для авіакосмічних застосувань буде зростати швидкістю 5,50% на рік у період з 2024 по 2029 рік. До 2029 року очікується, що глобальний розмір ринку алюмінієвих сплавів для авіакосмічних застосувань досягне 99,343 мільярдів юанів. Постійний рост розміру ринку відображає широкі перспективи попиту на алюмінієві сплави в авіакосмічній галузі.

• Збільшення вимог до високопродуктивних сплавів з алюмінію: Неперервний розвиток авіакосмічної технології поставив більш високі вимоги до特性 матеріалів. У майбутньому, вимоги до високопрочних, високовугкоостійких, корозійностійких і високотемпературних сплавів з алюмінію ще більше зростуть. Наприклад, сплави алюмінію-літію, завдяки своєму низькому густина та відмінним комплексним властивостям, очікується, що будуть застосовуватися ширше в авіакосмічній сфері. Вони можуть використовуватися для виготовлення ключових конструкційних елементів літаків, ракет-носіїв, космічних апаратів та систем зброї, щоб задовольняти потреби зменшення маси та покращення якості авіакосмічних продуктів.

• Розробка сучасних технологій виробництва розширює застосування алюмінієвих сплавів: Розвиток сучасних технологій виробництва, таких як 3D-друкарство, створює нові можливості для використання алюмінієвих сплавів у галузі авіації та космосу. Застосування технології 3D-друку дозволяє виготовляти складні за формою і точні деталі з алюмінієвих сплавів, що покращує ефективність виробництва, зменшує витрати і подальше розширяє сферу їх застосування у цій галузі.

• Урахування факторів стабільного розвитку: У контексті охорони навколишнього середовища та стабільного розвитку, увага буде зосереджена на переробному потенціалі та регенераційній цінності алюмінієвих сплавів. Розробка технологій регенерації алюмінієвих сплавів та підвищення рівня їх переробки не лише зменшить споживання ресурсів та вартість виробництва, але також допоможе зменшити негативний вплив на середовище, що відповідає вимогам стабільного розвитку у галузі авіації та космосу.