高强铝合金在航空航天领域应用情况

铝合金因其优良的性能，成为航空航天装备的主要结构材料，铝合金的发展过程主要经历了5代。
1代铝合金，通过时效硬化处理得到高静强度的铝合金，主要应用在运—5和轰—5中；第2代铝合金，通过过时效处理工艺得到的高强耐蚀的铝合金，主要应用在运—6、轰—6、歼—11、运—8等军机中；第3代铝合金，以高纯为基础，生产高纯度的铝合金，具有高强高韧耐蚀的优良性能，主要应用到歼—10、枭龙、ARJ21中；第4代铝合金，通过控制多尺度第2相为基础的工艺得到高韧耐腐蚀抗疲劳的铝合金，主要用在ARJ21和大运机中；第5代铝合金在研产品，研制具有高淬透性的高综合性能铝合金，主要应用在大型航空航天运载工具中。
随着材料技术的不断攻关，高性能材料在航空航天工艺的发展中不断迭代，新材料的涌现不断倒逼传统材料技术前进，铝材在性能、规格方面面临着的挑战，要求铝合金材料更高强、更轻质、更可靠和更长寿，具备极端环境下的服役性能、高强高韧耐腐蚀耐疲劳，加工后低残余应力的大规格高性能材料。通过控制热处理工艺、调控材料微观组织等方法来提高铝合金的综合性能，满足航空航天工业发展对材料的苛刻要求。这就需要我们应用最新的国际国内的科研成果，加工高精密的铝合金材料（薄板连铸连轧、电磁铸造、快速凝固、流变铸造、喷射沉积、深冷加工等工艺）满足应用场景对高强铝合金的需求。
1.铝合金在航空领域的主要应用
在航空装备中，不同部位对于铝合金材料的选材具有的选型要求。飞机上不同部位应用的铝合金主要有2X24,7X75,7X5X等，随着铝合金材料工艺的不断改进，在飞机不同部位的应用牌号也在不断调整。
高强铝合金材料在波音747客机上的应用主要是采用7075T6和2024T3材料较多。在波音777客机上采用的主要铝合金牌号为7055T77、7150T77和2X24T3；在空客A380上用的铝合金为7055/7449/7085/2024/6013/5076等合金，下机身壁板及上机身壁板都采用了铝合金材料，其他大部分则是采用碳纤维复合材料进行减重。国产大飞机ARJ21中主要应用的铝合金材料牌号主要为2X24、7050、7175、7075等。不管在在民机还是军机中用材结构比例仍然主要以铝合金材料为主，铝合金在材料成本、工艺稳定性、综合力学性能等方面仍具有不可替代的优势。
2.铝合金在航天领域的应用
铝合金在航空航天领域的运载火箭上应用较多，主要牌号是7075、20X4、2219等，发动机装置、主体部件、旋转台、遥控部分等主要是铝合金7075，如液氧槽主要为2219，20X4主要用于卫星流线型外罩和控温阀部件等。此外，载人飞行器的骨架是用2024和7075铝合金制作而成，因为这两种铝合金强度高，质量轻，厚度薄。铝合金板材在这些物体上也屡被运用，比如防护板、安全装置、推进器等。
随着高强轻质铝合金材料成型技术和加工技术不断发展进步，本体材料性能不断得到提升，加工成型工艺不断提升，在制造业发挥了轻质金属的典型优势，但是仍然存在一系列的问题，需要在现有基础上进一步开展如下工作：
一是不断加大高强铝合金材料科学基础技术的研发，从材料成分组成、热处理工艺、加工工艺等诸多方面进行高强铝合金材料性能的提升；
二是加强对高强铝合金生产设备的开发研制，使铝合金的传统工艺向智能制造工艺快速转变；
三是加强国际技术合作，借鉴国外的技术开发经验及研发理念。