粉末冶金結構鋁合金(powder metallurgy aluminium alloy for structure application)指粉末冶金鋁合金中的高強鋁合金、高彈性模量低密度鋁合金和耐熱鋁合金。適用于制造遠程噴氣式運輸機的結構件,如機翼蒙皮、增強肋板、長桁、起落架部件、座椅導軌和發動機渦輪;直升機的旋翼;航天飛機、導彈和其他兵器上的高強度結構件。
粉末冶金(PM)高強鋁合金代表性合金有美國鋁業公司(Aluminium Co.of America)的7090和7091合金,美國凱撒鋁和化學公司(Kaiser Aluminium &Chemical Corp)的MR61和MR64合金,美國因科鎳合金國際公司(Inco Alloys International Inc)的IN9052和IN9021合金等。前4種合金是在鑄錠冶金(IM)鋁一鋅一鎂一銅系合金成分的基礎上添加少量鈷、鋯和鉻等元素,用噴霧法(快速凝固)制取合金粉末。這些合金的強度(590~670MPa)、抗應力腐蝕性能和抗剝落腐蝕性能比超硬鋁合金的好。后兩種合金是用機械合金化法制取粉末,IN9052合金(含有鎂、氧和碳)的強度高,Ób可達590MPa,耐腐蝕性能和抗應力腐蝕性能很好;IN9021合金(含有鎂、銅、氧和碳)的強度比高強硬鋁合金的高。Ób可達620MPa,而耐腐蝕性能也很好。這6種PM高強鋁合金的名義成分列于表中。
6種PM高強鋁合金的名義成分(%)
| 牌號 | Zn | Mg | Cu | Co | Zr | 0 | C | Cr | A1 |
| 7090 | 8.O | 2.5 | l_O | 1.4 | - | O.35 | - | - | 余量 |
| 7091 | 6.5 | 2.5 | 1.5 | O.4 | - | O.35 | - | - | 余量 |
| MR61 | 8.5 | 2.5 | 1.5 | 0.6 | O.2 | <O.5 | - | - | 余量 |
| MR64 | 6.8~8.O | 1.9~2.9 | 1.8~2.4 | O.1~O.4 | O.1~O.35 | <O.05 | <O.05 | 0.08~O.25 | 余量 |
| IN9052 | - | 4.O | - | - | - | O.8 | 1.1 | - | 余量 |
| IN9021 | - | 1.5 | 4.O | - | - | O.8 | 1.1 | - | 余量 |
PM高彈性模量低密度鋁合金是在高強硬鋁合金成分基礎上添加1%~3%的鋰,用噴霧法制取的合金粉末。避免了IM工藝產生的成分偏析,晶粒和金屬間化合物細小,因而合金有較好的塑性和斷裂韌性,密度.D一2.52g/cm。,彈性模量高達85GPa,比彈性模量比超硬鋁合金的高25%,而其他性能與超硬鋁合金的相似。
PM耐熱鋁合金是在鋁中加入鐵、鈰、釩、硅和鋯等元素,用噴霧法制取合金粉末,這些元素與鋁形成微細而分散的、熱穩定性好的金屬間化合物,使合金具有很好的耐熱性能。代表性合金有美國鋁業公司(Al—coa)的CU78合金和聯合公司(Allied Corp)的FVS0812合金。前者的主要化學成分(%)為Al—Fe8一Ce4,后者的為Al—Fe8.5一V1.3一sn.7。它們的室溫強度與耐熱硬鋁合金的相近,Ób為455MPa左右;而在200℃以上的耐熱性能超過耐熱硬鋁合金,230℃的Ób達340MPa以上。
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