·综述·
航天用轻质结构材料研究进展及应用需求
孟德浩
李雄魁
王群王婧超
（北京宇航系统工程研究所，北京100076）
高艺航
文摘从轻质金属和复合材料出发，简要介绍了航天用几大主要轻质结构材料国内外研究进展，并在此基础上，结合航天的应用需求，浅析了轻质结构材料的研究和发展方向。
关键词航天，轻质结构材料，研究进展，需求
中图分类号：TB3
D0I:10.12044/j.issn.10072330.2017.01.001
ResearchProgressandApplicationRequirementsofLightweight
StructureMaterialsforAerospaceApplications
WANGQun
WANGJingchaoLIXiongkui
MENGDehao
(Beijing Institute of Astronautical Systems Engineering,Beijing 100076)
GAOYihang
Abstract The main lightweight structure materials including lightweight alloy and composite materials for aero space applications were introduced in the article. The development direction of the lightweight structure materials are analysed briefly combining the application requirements of aerospace.
Key words Aerospace, Lightweight structure materials, Research progress, Needs
0引言
随着航天飞行器迫切的减重需求，对应用材料提出了更高的要求，具有优异力学性能的轻质结构材料，尤其是以铝合金、镁合金、钛合金及复合材料等材料为代表的轻质结构材料成为航空航天研究的热点。目前，国内航天箭体结构系统在轻质结构新材料应用方面完成了部分尝试和探索。但就现在各材料行业内应用现状和新材料预先研究结果看，各种材料性能、规格还有大幅提升的需求和潜力。从调研结果来看，技术成熟度还偏低，尚不能满足全弹结构和未来型号发展的紧迫需求。本文从航天结构发展需求的角度出发，列举了航天目前需要发展和研究的部分先进轻质结构材料，介绍了各材料发展的现状，并进一步提出研究和发展的方向。
1轻质合金结构材料 1.1超高强铝合金
不断提高结构极限承载能力是航天运载器结构
设计所追寻的目标，应用高强度材料是必然选择。从第一代铝合金到第四代高性能铝合金在运载火箭上的应用不断更新替换，铝合金材料的发展趋势也是对材料强度要求越来越高。国内以7A04为代表的第一代，以7A09、7075为代表的第二代变形铝合金已得到广泛应用。以7050为代表的第三代，以7A60、 7055、7056等第四代高强变形铝合金仍然处于实验室或半工业试制阶段，还未具备在运载器结构上大范围工程化应用的条件。
超高强铝合金主要以7XXX系铝合金为主，即 Al-Zn-Mg-Cu系合金。20世纪初至今，国外，主要以美欧等发达国家为主，已先后成功开发出了7X75、 7X50/7010、7055/7449、7136/7056等几代典型的 7XXX系铝合金，并在航空航天工业中得到了广泛的应用[1-2]。20世纪90年代，美国、英国、日本等工业发达国家，利用先进的喷射成形技术开发了含Zn 8wt%以上的新一代超高强铝合金，用于制造交通运
收稿日期：2016-08-30
第一作者简介：王群，1987年出生，硕士，工程师，主要从事壳体及特殊功能结构设计工作。E-mail：wangqun_calt@163.com
宇航材料工艺http：//www.yhclgy.com2017年第1期万方数据
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