日立手持式光譜儀檢測金屬材料在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用

航空航天領(lǐng)域的產(chǎn)品耗資巨大，即使是很小的減重也能對總成本產(chǎn)生巨大影響，因此材料的輕量化在航空航天領(lǐng)域至關(guān)重要。鋁合金、鎂合金、鈦合金和鎳鉬鎢合金等合金材料以其低密度、高使用壽命、優(yōu)異的耐腐蝕及耐高溫等綜合性能，在飛行器及航空航天領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。

其中鋁合金材料占飛機(jī)用料50%--70%左右，鎂合金材料占飛機(jī)用料5%--10%左右，現(xiàn)代化的飛機(jī)，鈦合金的用量比重越來越大，而鎳鎢鉬合金則用于飛機(jī)發(fā)動機(jī)。

鋁(面心立方結(jié)構(gòu))是一種輕金屬，密度小(ρ=2.7g/cm3)，大約是鐵的 1/3，熔點(diǎn)低(660℃)，具有很高的塑性(δ：32~40%，ψ：70~90%)，易于加工，可制成各種型材、板材，抗腐蝕性能好;但是純鋁的強(qiáng)度很低，退火狀態(tài) σb 值約為8kgf/mm2，故不宜作結(jié)構(gòu)材料。通過長期的生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)實(shí)驗(yàn)，人們逐漸以加入合金元素及運(yùn)用熱處理等方法來強(qiáng)化鋁，這就得到了一系列的鋁合金。

鋁合金密度低，強(qiáng)度較高，接近或超過優(yōu)質(zhì)鋼，塑性好，可加工成各種型材，具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和抗蝕性，被廣泛用于機(jī)械制造、運(yùn)輸機(jī)械、動力機(jī)械及航空工業(yè)等方面，飛機(jī)的機(jī)身、蒙皮、壓氣機(jī)等常以鋁合金制造，以減輕自重。采用鋁合金代替鋼板材料的焊接，結(jié)構(gòu)重量可減輕50%以上。

在實(shí)用金屬中是最輕的金屬，鎂的比重大約是鋁的2/3，是鐵的1/4，比重2.1--2.3左右，熔點(diǎn)300度左右。具有高強(qiáng)度、高剛性。主要用來制造不承重的部件、殼體。例如各種活門殼體，油泵殼體等。

鎂合金是以鎂為基加入其他元素組成的合金。其特點(diǎn)是：密度小(1.8g/cm3鎂合金左右)，比強(qiáng)度高，比彈性模量大，散熱好，消震性好，承受沖擊載荷能力比鋁合金大，耐有機(jī)物和堿的腐蝕性能好。主要合金元素有鋁、鋅、錳、鈰、釷以及少量鋯或鎘等。目前使用最廣的是鎂鋁合金，其次是鎂錳合金和鎂鋅鋯合金。主要用于航空、航天、運(yùn)輸、化工、火箭等工業(yè)部門，用來制造低承力的零件。

鎂合金在潮濕空氣中容易氧化和腐蝕，因此零件使用前，表面需要經(jīng)過化學(xué)處理或涂漆。鎂合金具有較高的抗振能力，在受沖擊載荷時能吸收較大的能量，還有良好的吸熱性能，因而是制造飛機(jī)輪轂的理想材料。鎂合金在汽油、煤油和潤滑油中很穩(wěn)定，適于制造發(fā)動機(jī)齒輪機(jī)匣、油泵和油管，又因在旋轉(zhuǎn)和往復(fù)運(yùn)動中產(chǎn)生的慣性力較小而被用來制造搖臂、襟翼、艙門和舵面等活動零件。

鈦也是一種輕金屬，比重4.5左右，比鋁重，但是強(qiáng)度很高，很耐高溫，熔點(diǎn)1660多度，是造飛機(jī)的理想材料，飛機(jī)發(fā)動機(jī)，防彈部位，強(qiáng)化部位，加固部位，燃燒室，渦輪軸，渦輪盤，噴口等，大多數(shù)是用鈦合金材料制造的。

鈦是20世紀(jì)50年代發(fā)展起來的一種重要的結(jié)構(gòu)金屬，鈦合金因具有強(qiáng)度高、耐蝕性好、耐熱性高等特點(diǎn)而被廣泛用于各個領(lǐng)域。世界上許多國家都認(rèn)識到鈦合金材料的重要性，相繼對其進(jìn)行研究開發(fā)，并得到了實(shí)際應(yīng)用。20世紀(jì)50～60年代，主要是發(fā)展航空發(fā)動機(jī)用的高溫鈦合金和機(jī)體用的結(jié)構(gòu)鈦合金，70年代開發(fā)出一批耐蝕鈦合金，80年代以來，耐蝕鈦合金和高強(qiáng)鈦合金得到進(jìn)一步發(fā)展鈦合金主要用于制作飛機(jī)發(fā)動機(jī)、壓氣機(jī)部件，其次為火箭、導(dǎo)彈和高速飛機(jī)的結(jié)構(gòu)件。

鎳鉬鎢合金是造發(fā)動機(jī)的理想材料。飛機(jī)發(fā)動機(jī)的溫度高達(dá)2000多度，一般的材料是不行的，只有鎳鎢鉬合金才能勝任。

高強(qiáng)鋼通常使用在要求有高剛度、高比強(qiáng)度、高疲勞壽命，以及具有良好中溫強(qiáng)度、耐腐蝕性和一系列其它參數(shù)的結(jié)構(gòu)件中。無論是在半成品生產(chǎn)中，還是在復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的構(gòu)造中，尤其是在以焊接作為最終工序的焊接結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)中，鋼材都是不可替代的材料。

長期以來，飛機(jī)制造業(yè)使用最多的鋼材，是強(qiáng)度水平為1600-1850MPa、斷裂韌性約為77.5-91MPa每平方米的中合金化高強(qiáng)鋼。目前，在保持同樣斷裂韌性指標(biāo)的條件下，已將鋼材的**強(qiáng)度水平提高到了1950Mpa。還開發(fā)出了新型經(jīng)濟(jì)合金化的高抗裂性、高強(qiáng)度焊接結(jié)構(gòu)鋼，開發(fā)強(qiáng)度性能水平為2100-2200Mpa的高可靠性結(jié)構(gòu)鋼;高強(qiáng)度耐蝕鋼強(qiáng)度水平與中合金結(jié)構(gòu)鋼相近，可靠性參數(shù)大大超過中合金結(jié)構(gòu)鋼。

隨著高分子材料被應(yīng)用在制作飛機(jī)的材料上，使得飛機(jī)的性能越來越好。在航空工業(yè)中，腐蝕與防腐是個重要的問題，可是一般的金屬防腐蝕的效果很差，由于高分子材料耐酸，堿，鹽介質(zhì)的腐蝕性優(yōu)于金屬和其他的合金材料，故被應(yīng)用在飛機(jī)的制作上。另外，高分子材料具有密度小，強(qiáng)度大的優(yōu)點(diǎn)，這對減輕飛機(jī)本身的質(zhì)量和減少能源的消耗都有重要的意義。

手持合金分析儀一種新型的XRF光譜分析技術(shù)，可在一秒鐘短暫的時間內(nèi)對合金進(jìn)行牌號辨別和分揀。快速辨別牌號，以及在屏幕上顯示牌號比較信息，有助于加速完成廢料分揀和金屬制造過程中的檢測環(huán)節(jié)。類似于智能手機(jī)的用戶界面，易于學(xué)習(xí)，使用方便，不僅可降低培訓(xùn)操作人員的時間，而且還簡化了分揀過程，提高工作效率。