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金屬材料的強(qiáng)度、硬度和使用溫度等性能均優(yōu)于高分子材料,其韌性又遠(yuǎn)在陶瓷等無機(jī)非金屬材料之上。而且,它的不吸濕、尺寸穩(wěn)定、不老化、導(dǎo)電、導(dǎo)熱等一系列優(yōu)異性能也絕非其他材料所能比擬。因此,時至今日,金屬材料仍然是航空航天領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的材料。

鋁合金具有強(qiáng)度高、耐腐蝕性能好、加工性能好、成本低廉等突出優(yōu)點(diǎn),因此它被認(rèn)為是航空航天領(lǐng)域綜合性能最佳的結(jié)構(gòu)材料。鋁合金主要用作航空航天結(jié)構(gòu)的承載結(jié)構(gòu),包括艙體結(jié)構(gòu)、承載壁板、梁、儀器安裝框架、燃料儲箱等。當(dāng)前使用的合金集中于2系、6系和7系。例如戰(zhàn)略導(dǎo)彈殼體、大型飛機(jī)的整體壁板等多采用2系和7系;大型飛機(jī)的主承力梁多以鍛件使用,材料集中于7系合金;形狀復(fù)雜的宇航服四肢用6061制作,強(qiáng)度要求較高的腰部用7075合金。

鈦合金與鋁、鎂、鋼等金屬材料相比,具有如下一系列優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn):強(qiáng)度值高;抗腐蝕性能良好;抗疲勞性能良好;熱導(dǎo)率很??;線膨脹系數(shù)較??;高低溫機(jī)械性能很好,一般說可在350-450℃以下長期使用,低溫可使用到-196℃。在航空工業(yè)中,鈦合金的用量也正在迅速增長。航空發(fā)動機(jī)的壓氣機(jī)葉片、機(jī)閘以及基體主承力構(gòu)件普遍采用鈦合金制造。F22戰(zhàn)斗機(jī)是廣泛采用鈦合金制造主承力結(jié)構(gòu)的典型代表,其鈦合金的使用比例達(dá)到41%。F22使用的合金種類主要為TC4

用于航天領(lǐng)域的高溫合金主要有鐵基、鎳基和鈷基合金三種,其中鎳基高溫合金應(yīng)用最為廣泛。如GH1040、GH2028AGH4169、GH4141、GH4586等,常用做航天發(fā)動機(jī)渦輪盤和葉片的材料。F22所裝配的F119發(fā)動機(jī)便是采用可靠的Inconel718制造的渦輪盤和渦輪葉片。