因三大民机崛起导致铝材需求旺盛

时间：2021-03-11 21:21:28  作者：

本文所说的三大民用飞机是指中俄合作的ARJ支线客机、C919大型客机和cr929长途干线宽体客机。支线客机可容纳70-90人，干线客机可容纳150人以上。

区域客机

ARJ21是英文名称“advanced regional jet for the 21st century”的缩写，意思是21世纪新一代支线飞机。它是一架70-90座的中短程涡扇发动机支线飞机。这个家族有四种类型：基本型、加长型、货机型和公务机型。

ARJ21中使用了哪些铝合金和资料

2017年1月23日，工业和信息化部副部长徐乐江，在民机铝制品上下游合作机制年度工作会议上指出，工业和信息化部要尽快制定2017年重点工作计画，生产单位要按照适航认证要求，加强重点攻关，加快铝制品重点品牌开发应用进度，争取2017年阶段性进展。

Arj2i支线客机基本上由铝合金制成。铝件质量超过飞机净重的75%。几乎所有常用的铝合金都被使用了，但有些铝合金比其他铝合金使用得更多。无论是锻铝合金还是铸铝合金，大到皮板，小到铆钉，种类繁多，数量超过40万种。 ARJ21的零件总数超过100万件，但紧固件最多，铆钉在紧固件中居首位。铆钉可能已经发明了几千年了，它们在飞机上的应用至少有119年了。

arj2i支线客机的所有铝制品都可以在中国制造

ARJ21支线客机是中国自主设计制造的第一架拥有全部自主知识产权的中型客机。支线客机是指座位少于100个的飞机。根据上海飞机制造厂的计画，到2016年底，将支付5架飞机，包括2架90座级飞机和3架78座级飞机。预计未来五六年将交付30架飞机，2035年将交付880架飞机。总制造目标为50架/年，第一阶段目标为30架/年。根据规划，2020年后所用铝材可达到100%国产化。由工业和信息化部牵头，建立了民机用铝上下游合作机制，将极大地推动ARJ21飞机用铝的国产化行程。

现时，国内有东北轻合金有限公司、西南铝业（集团）有限公司、中铝西北铝业有限公司等20余家企业，主要生产ARJ21客机铝合金板材、箔材、型材、管材、棒材和锻件。他们的设备遍布世界各地。另一家企业从奥地利Abner公司进口了一台T77型老化炉。炉温设定温度±1℃，炉气温度精度±2℃，板材温度均匀度±1.5℃，单板温度均匀度±1℃，板材尺寸（mm）：厚4-250，宽1000-4300，长2000-39000，单板质量好，数量25吨。在ARJ21飞机所用的铝材料中，T77状态资料是难以生产的。只要这种资料能生产出来，其他所有资料的批量供应就不会有问题，设备在这种资料的生产中起着重要的作用。

arj2i飞机的选材以铝合金为主。铝件质量占飞机净重的75%（在用24955kg），约50吨铝（含铸锻件），即需要采购50吨铝；结构钢和不锈钢占10%；复合材料占8%；钛合金占2 %；其他资料占2%占5%。 2020年前，如果每年生产30个框架，铝的年消费量将达到1500吨。

必须强调的是，所供铝材的各项效能和名额必须完全达到或超过奥科内克铝业有限公司制造原型机所需的进口铝材，以完全替代进口产品。同时，价格合理，具有国际市场竞争力。

上翼子板采用T77511合金制造，起落架接头采用7055-t77合金锻造。在7个系列合金中，7055合金的合金元素平均总含量最高，为12.35%，铁和矽的平均总含量最低，仅为0.125%。囙此，铸造具有较大冷裂纹倾向的大型扁锭是一个难点。到目前为止，我们还不能经济地铸造一些大型扁锭。

铆钉的消耗量接近40万个

飞机问世120多年来，零件的铆接是一个必不可少的连接过程。每架大型战畧运输机和A380大型客机使用的铆钉数量超过100万个。在未来很长一段时间内，铆接仍然是连接零件的主要工艺。但是，随着时间的推移、设计的改进和焊接工艺的进步，铆接工作量会减少，但减少速度较慢。例如，一架与arj2i尺寸相同的民用飞机，30年或40年前每架飞机使用的铆钉约为60万个，但现在每架飞机仍需要40多万个铆钉。

ARJ21支线客机的铆钉合金包括2014、2219、3003、5052、5056和7050。2219合金铆钉用于铆接高强度内外结构，7050-t73合金铆钉用于铆接高强度防腐结构。铆钉铆接前应先用硫酸溶液阳极氧化，再用重铬酸盐密封。

铸造铝合金

一些铸造铝合金也用于制造arj2i支线客机。虽然数量远远少于变形铝合金，但它们也是不可或缺的。如356和A356合金用于铸造结构件、仪表附件、发动机零件和燃油泵壳体，这些零件形状和结构复杂，壁厚薄，气密性要求高，承受中等载荷。它们是铝矽镁合金，相当于我国ZL101中含有6.5%～7.5%的矽和0.25%～0.45%的镁；A356合金是356合金的一种改进型，但由于其杂质含量低，加入了微细化元素，力学性能较高。

ARJ21飞机用铸造铝合金包括413、360、355、A357、tens-50、380、A380等。

2524-t3合金是一种优良的2系合金。 ARJ21-700支线客机所有蒙皮均采用预拉伸蒙皮，包括机身蒙皮、后机身蒙皮、机翼下机身蒙皮、与机翼对接的机身蒙皮、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、扰流器蒙皮、舵蒙皮和调整片副翼蒙皮和翼片，缝翼蒙皮和升运器卡舌。合金2524诞生于1995年，同年在美国铝业协会注册，合金2024诞生于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支线客机的结构制造中，使用最多的是2系2524合金，约占铝合金总量的60%，其次是7系合金，约占35%，主要使用7050、7150、7055三种合金，均为美国铝业开发的新型超强度铝合金。这三种7系列铝合金撑起了ARJ21的半边天。

7050合金是一种高纯超硬铝。不仅杂质Fe、Si含量低，而且Mn含量也很低。结果表明，7050合金中脆性夹杂相大大减少，锌镁比提高，用锆代替铬作为晶粒细化剂，通过对这些成分的改进和人工时效处理，使7050合金具有高断裂韧性、高疲劳强度、高韧性、高韧性、高韧性和高韧性等综合效能，良好的损伤容限和抗应力腐蚀性，同时保持较高的强度。另一个突出优点是淬透性高，特别适合制造厚板、锻件和厚截面零件。在飞机上，7050合金主要用于制造要求强度高、抗应力腐蚀、抗剥落腐蚀、断裂韧性好的主轴承结构，如机身框架、隔板、翼板、翼梁、翼肋、起落架支撑件、铆钉等。随着温度的升高，7050合金的强度降低，长期使用温度不宜超过125℃。

C919大型飞机

中国自主研发C919客机始于2008年。 2015年11月2日在中国商飞下线，2017年5月5日首飞。其主要技术参数为：基本混合动力级布局158座，全长38.9米，高11.95米，吉站35.8米，标准航程4075公里，北京直飞新加坡，往返全国各地区、各都市航程5555公里。与波音B737相比，它更安全、更轻、更强大、更快、更舒适。