《大规格高性能航空铝合金板材关键技术开发及产业化》

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该项目属于金属材料加工制造工艺领域。高性能铝合金材料具有低密度、高强度、高韧性、耐腐蚀、抗疲劳等优点,广泛应用于航空、航天等领域,随着航空等高端制造业和国防工业的发展,高性能铝合金中厚板材料的需求日益增加。然而,中国尚未掌握高性能铝合金厚板研发制造关键技术,材料综合性能及其稳定性与国外存在较大差距,严重依赖进口,因此,研究开发高性能铝合金中厚板对于满足中国航空制造业和国防工业的迫切需求、提升中国铝加工行业技术水平,打破国际垄断,参与国际竞争具有重要意义。

在山东省自主创新专项等的支持下,依托南山铝业拥有的先进大规格高性能航空铝合金中厚板研发、中试、生产装备及测试平台,联合中南大学和中国商飞上海飞机设计研究院等优势单位以南山铝业引进的国际先进中厚板生产线为依托,开展关键技术研究,取得了多个突破性成果,核心技术和创新点包括:

(1)针对高强高韧7050合金中厚板材强度、韧性及腐蚀性能难以匹配的问题,提出了高性能铝合金成分优化设计与超高纯净细晶熔铸技术,为有效解决强韧性及腐蚀性能难以兼顾的难题奠定了基础。

(2)针对铝合金厚板因受总变形量限制导致的板材心部组织塑性变形和第二相破碎不充分以及再结晶严重的问题,提出了双级高温均匀化-大压下量准等温热轧组织均匀化协同调控技术,有效提升了厚板组织和性能均匀性。

(3)针对铝合金厚板强度与韧性偏低以及淬火残余应力大的问题,提出了高温固溶和多参数最优化喷淋淬火技术,有效解决了大规格厚板强韧耐蚀的矛盾和淬火残余应力大的问题。

(4)针对高强铝合金厚板晶内析出相和晶界析出相析出行为差异,导致的强度-韧性-耐蚀性难以兼备的问题,提出了析出组织的时效热处理全程精确调控技术,实现了厚板强韧耐蚀性能的同步提高。

该项目通过上述技术创新与集成,最终试制出了性能优异、满足航空航天所需要的厚板,主要技术指标达到国际先进。该技术共获得授权发明专利9项,发表论文12篇,核心技术已推广应用至公司高性能铝合金中厚板的生产。相关产品已经大批量供应国内外市场,在中国商用飞机有限责任公司、沈阳飞机工业(集团)有限公司、成都飞机工业(集团)有限责任公司及西安飞机工业(集团)有限责任公司等实现应用,并批量出口美国波音公司等国际知名企业,经济效益达到11.5亿元。通过该项目的实施,全面提高了企业技术水平,带动国内铝加工行业中厚板研究与生产技术的发展,具有良好的社会效益。

成果说明

7050航空厚板抗拉强度、屈服强度、断裂韧性、抗腐蚀性能、质量稳定性与均一性等要求极为苛刻,上述技术指标参数和质量要求远胜于普通铝轧制产品。要生产这些产品,不仅需要先进、大规格、高精度、门类齐全、造价昂贵的专用装备,还需要先进且成熟的工艺技术、强大的研发实力、经验丰富的工程技术人员、稳定且持续改进的质量管理体系、通过苛刻的认证体系,该领域长期为美国铝业公司、加拿大铝业公司、奥地利铝轧制公司等极少数铝业强国强企垄断。 目前南山铝业中厚板公司对于7050合金(0.25-6inch)板材的生产有着成熟稳定的生

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