因三大民機崛起導致鋁材需求旺盛

時間：2021-03-11 21:21:28  作者：

本文所說的三大民用飛機是指中俄合作的ARJ支線客機、C919大型客機和cr929長途干線寬體客機。支線客機可容納70-90人，干線客機可容納150人以上。

區域客機

ARJ21是英文名稱“advanced regional jet for the 21st century”的縮寫，意思是21世紀新一代支線飛機。它是一架70-90座的中短程渦扇發動機支線飛機。這個家族有四種類型：基本型、加長型、貨機型和公務機型。

ARJ21中使用了哪些鋁合金和資料

2017年1月23日，工業和信息化部副部長徐樂江，在民機鋁制品上下游合作機制年度工作會議上指出，工業和信息化部要盡快制定2017年重點工作計畫，生產單位要按照適航認證要求，加強重點攻關，加快鋁制品重點品牌開發應用進度，爭取2017年階段性進展。

Arj2i支線客機基本上由鋁合金制成。鋁件質量超過飛機凈重的75%。幾乎所有常用的鋁合金都被使用了，但有些鋁合金比其他鋁合金使用得更多。無論是鍛鋁合金還是鑄鋁合金，大到皮板，小到鉚釘，種類繁多，數量超過40萬種。 ARJ21的零件總數超過100萬件，但緊固件最多，鉚釘在緊固件中居首位。鉚釘可能已經發明了幾千年了，它們在飛機上的應用至少有119年了。

arj2i支線客機的所有鋁制品都可以在中國制造

ARJ21支線客機是中國自主設計制造的第一架擁有全部自主知識產權的中型客機。支線客機是指座位少于100個的飛機。根據上海飛機制造廠的計畫，到2016年底，將支付5架飛機，包括2架90座級飛機和3架78座級飛機。預計未來五六年將交付30架飛機，2035年將交付880架飛機?？傊圃炷繕藶?0架/年，第一階段目標為30架/年。根據規劃，2020年后所用鋁材可達到100%國產化。由工業和信息化部牽頭，建立了民機用鋁上下游合作機制，將極大地推動ARJ21飛機用鋁的國產化行程。

現時，國內有東北輕合金有限公司、西南鋁業（集團）有限公司、中鋁西北鋁業有限公司等20余家企業，主要生產ARJ21客機鋁合金板材、箔材、型材、管材、棒材和鍛件。他們的設備遍布世界各地。另一家企業從奧地利Abner公司進口了一臺T77型老化爐。爐溫設定溫度±1℃，爐氣溫度精度±2℃，板材溫度均勻度±1.5℃，單板溫度均勻度±1℃，板材尺寸（mm）：厚4-250，寬1000-4300，長2000-39000，單板質量好，數量25噸。在ARJ21飛機所用的鋁材料中，T77狀態資料是難以生產的。只要這種資料能生產出來，其他所有資料的批量供應就不會有問題，設備在這種資料的生產中起著重要的作用。

arj2i飛機的選材以鋁合金為主。鋁件質量占飛機凈重的75%（在用24955kg），約50噸鋁（含鑄鍛件），即需要采購50噸鋁；結構鋼和不銹鋼占10%；復合材料占8%；鈦合金占2 %；其他資料占2%占5%。 2020年前，如果每年生產30個框架，鋁的年消費量將達到1500噸。

必須強調的是，所供鋁材的各項效能和名額必須完全達到或超過奧科內克鋁業有限公司制造原型機所需的進口鋁材，以完全替代進口產品。同時，價格合理，具有國際市場競爭力。

上翼子板采用T77511合金制造，起落架接頭采用7055-t77合金鍛造。在7個系列合金中，7055合金的合金元素平均總含量最高，為12.35%，鐵和矽的平均總含量最低，僅為0.125%。囙此，鑄造具有較大冷裂紋傾向的大型扁錠是一個難點。到目前為止，我們還不能經濟地鑄造一些大型扁錠。

鉚釘的消耗量接近40萬個

飛機問世120多年來，零件的鉚接是一個必不可少的連接過程。每架大型戰畧運輸機和A380大型客機使用的鉚釘數量超過100萬個。在未來很長一段時間內，鉚接仍然是連接零件的主要工藝。但是，隨著時間的推移、設計的改進和焊接工藝的進步，鉚接工作量會減少，但減少速度較慢。例如，一架與arj2i尺寸相同的民用飛機，30年或40年前每架飛機使用的鉚釘約為60萬個，但現在每架飛機仍需要40多萬個鉚釘。

ARJ21支線客機的鉚釘合金包括2014、2219、3003、5052、5056和7050。2219合金鉚釘用于鉚接高強度內外結構，7050-t73合金鉚釘用于鉚接高強度防腐結構。鉚釘鉚接前應先用硫酸溶液陽極氧化，再用重鉻酸鹽密封。

鑄造鋁合金

一些鑄造鋁合金也用于制造arj2i支線客機。雖然數量遠遠少于變形鋁合金，但它們也是不可或缺的。如356和A356合金用于鑄造結構件、儀表附件、發動機零件和燃油泵殼體，這些零件形狀和結構復雜，壁厚薄，氣密性要求高，承受中等載荷。它們是鋁矽鎂合金，相當于我國ZL101中含有6.5%～7.5%的矽和0.25%～0.45%的鎂；A356合金是356合金的一種改進型，但由于其雜質含量低，加入了微細化元素，力學性能較高。

ARJ21飛機用鑄造鋁合金包括413、360、355、A357、tens-50、380、A380等。

2524-t3合金是一種優良的2系合金。 ARJ21-700支線客機所有蒙皮均采用預拉伸蒙皮，包括機身蒙皮、后機身蒙皮、機翼下機身蒙皮、與機翼對接的機身蒙皮、襟翼蒙皮、襟翼副翼蒙皮、垂直尾翼蒙皮、升降舵蒙皮、平尾蒙皮、擾流器蒙皮、舵蒙皮和調整片副翼蒙皮和翼片，縫翼蒙皮和升運器卡舌。合金2524誕生于1995年，同年在美國鋁業協會注冊，合金2024誕生于1934年。 2524合金是2024合金家族的第六代，其主要成分（Cu、Mg、Mn）大致相等。

7系列合金

在ARJ21支線客機的結構制造中，使用最多的是2系2524合金，約占鋁合金總量的60%，其次是7系合金，約占35%，主要使用7050、7150、7055三種合金，均為美國鋁業開發的新型超強度鋁合金。這三種7系列鋁合金撐起了ARJ21的半邊天。

7050合金是一種高純超硬鋁。不僅雜質Fe、Si含量低，而且Mn含量也很低。結果表明，7050合金中脆性夾雜相大大減少，鋅鎂比提高，用鋯代替鉻作為晶粒細化劑，通過對這些成分的改進和人工時效處理，使7050合金具有高斷裂韌性、高疲勞強度、高韌性、高韌性、高韌性和高韌性等綜合效能，良好的損傷容限和抗應力腐蝕性，同時保持較高的強度。另一個突出優點是淬透性高，特別適合制造厚板、鍛件和厚截面零件。在飛機上，7050合金主要用于制造要求強度高、抗應力腐蝕、抗剝落腐蝕、斷裂韌性好的主軸承結構，如機身框架、隔板、翼板、翼梁、翼肋、起落架支撐件、鉚釘等。隨著溫度的升高，7050合金的強度降低，長期使用溫度不宜超過125℃。

C919大型飛機

中國自主研發C919客機始于2008年。 2015年11月2日在中國商飛下線，2017年5月5日首飛。其主要技術參數為：基本混合動力級布局158座，全長38.9米，高11.95米，吉站35.8米，標準航程4075公里，北京直飛新加坡，往返全國各地區、各都市航程5555公里。與波音B737相比，它更安全、更輕、更強大、更快、更舒適。