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輕質鎂合金材料在航空軍工領域中扮演不一樣的角色


稀土鎂合金的應用性能優(yōu)勢,主要體現(xiàn)在耐高溫和高強度方面,通過加入稀土元素合金化,能顯著提高鎂合金的強度和耐熱溫度。國外已將耐熱稀土鎂合金應用到飛機蒙皮、導彈艙體、衛(wèi)星空間結構件、飛船框架、發(fā)動機引擎蓋、發(fā)動機汽缸體和變速箱殼體等零部件上。隨著社會經(jīng)濟發(fā)展,在軍工領域和民間領域均有更大的拓展。

目前,鎂合金主要在武器裝備的非承力或次承力件上應用。隨著鎂合金強度、耐熱性、耐蝕性的提高,開始了鎂合金發(fā)動機箱體、中高速導彈艙體、機載設備和單兵武器等重要結構件應用的探索,并努力向武器裝備主承力結構件過渡。

鎂合金是減輕武器裝備質量,實現(xiàn)武器裝備輕量化,提高武器裝備各項性能的理想結構材料。武器裝備的需要,推動了高性能鎂合金材料及應用技術開發(fā)的發(fā)展。在軍工方面,以稀土金屬釹為主要添加元素的ZM6鑄造鎂合金已用于直升機減速機匣,殲擊機翼肋及30kw發(fā)電機的轉子引線壓板等重要零件,隨著冶煉和加工技術的進步,價格的降低,武器裝備輕量化要求的日益提高,鎂合金在武器裝備的應用需求越來越大。

在我國,為了武器裝備的輕量化,一方面要從設計和材料融合互動的角度充分挖掘現(xiàn)有材料應用的輕量化潛力,另一方面,用發(fā)展的眼光看,要積極探索新材料的輕量化特性,把握新材料發(fā)展為輕量化提供的機遇。因此我國航空航天、國防軍工、軌道交通、汽車等領域對材料輕量化都提出了迫切要求。就航空器而言,材料輕量化帶來的經(jīng)濟效益和性能改善十分顯著。專家指出,商用飛機與汽車減輕相同重量帶來的燃油費用節(jié)省,前者是后者的近百倍,而戰(zhàn)斗機的燃油費節(jié)省又是商用飛機的近十倍,更重要的是其機動性能改善可以極大的提高其戰(zhàn)斗力和生存能力,具有重要戰(zhàn)略意義。實驗研究證明,航天飛行器每減重1g,可節(jié)省發(fā)射燃料4kg,而飛機減重1磅的經(jīng)濟效益;商用機為300美元,戰(zhàn)斗機為3000美元,航天器為30000美元。

航空航天和武器裝備上使用的材料工況條件惡劣,經(jīng)常需要在震動、沙塵、腐蝕、高溫等苛刻環(huán)境下服役,這是稀土鎂合金如WE43、WE54被廣泛應用于新型航空發(fā)動機齒輪箱和直升機的變速系統(tǒng)中,如某公司的S-92型直升機和貝爾BA-609型傾斜旋翼飛機和歐洲的NH90直升機。

鎂合金被廣發(fā)應用到制造飛機部件,如發(fā)動機部件、座椅、踏板、起落輪、飛機座艙棚框架、渦輪噴氣發(fā)動機機罩以及各種無線電設備底座等。從中長期發(fā)展看,國際上武器裝備的輕量化是鎂合金等輕質結構材料應用研究與開發(fā)的主要推動力,研究和開發(fā)高強高韌鎂合金、耐熱鎂合金及其表面防護的有關技術與未來武器裝備輕量化發(fā)展趨勢一致,高性能鎂合金材料在國防軍工領域的開發(fā)應用勢頭不可逆轉。


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本文作者2019-3-18 10:27
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