制造飞机的材料中为什么大量使用铝合金而不是用纯铝

航空铝型材一般是指7系铝合金型材，而普通铝型材是我们日常生产生活中会用到的，一般是6系铝合金型材，像建筑铝型材，工业铝型材等都是普通的 6系铝合金型材。

航空旅行材与普通铝型材最大的区别就是力学性能。7系铝合金是所有铝合金中硬度值最高的，所以适用于航空航天领域。而6系铝合金硬度中等，基本能满足生产生活需要。

第二点区别就是造价不同。铝型材的硬度越高成型越难，所以航空铝型材造价非常高。而我们普通的6系铝合金（最常用的6063,6061等）硬度中等，挤压易成型，生产成本低。

第三点区别就是航空铝型材不可以进行焊接，只能采取其他方法连接。而普通的建筑，工业铝型材可焊接，所以应用领域更广。

第四点区别也非常大，就是耐腐蚀性，7系铝合金耐腐蚀性能非常差，所以表面必须要经过特种工艺处理，又增加了成本。6系铝合金本身就有一定的抗腐蚀性能，表面如果进行阳极氧化，更能大大提高耐腐蚀性能。

综上所述，航空铝合金只是在硬度上比较有优势，其他方面都不如6系铝合金，所以一般只用作航空领域。而6系铝合金拥有很多良好的性能，应用领域非常广泛。

航空工业中常用的铝合金主要集中在Al-Cu和Al-Zn两类合金。

Al-Cu铸造合金是应用最早的一种铸造合金，其最大的特点是耐热性高，是所有铸流铝合金中耐热性最高的一类合金。其高温强度随着铜含量的增加而提高。但铜含量增加，合金的密度增加，脆性增大，耐蚀性降低。该合金具有高的热处理效果和热稳定性，适于铸造高温铸件。

但这种合金的线收缩和热裂倾向大，铸造性能差，易产生热裂纹。为了提高合金液的流动性，改善其铸造性能，减少铸后热裂倾向，常加入适量的硅以形成一定量的三元共晶组织（α+Si+CuAl2）；但硅的加入同时会损害合金的室温性能及高温性能。

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铝合金是制造飞机用的主要材料。铝合金与制造汽车用的软钢比较起来，价格贵、密度小，相对密度为2.8，与软钢相对密度7.8比较，约轻三分之一，尽管强度相差不多，但对飞机来说，材料轻是最主要的，而且耐腐蚀性较强，加工也方便，故铝合金是制造飞机最理想的材料。

硬铝根据其合金元素含量不同可分别制造铆钉、飞机的螺旋桨及飞机上的高强度零件；超硬铝是含有锌的硬铝，其硬度、强度均比硬铝高，不同品种的超硬铝用于制造各种结构零件、高载荷零件，是航空工业的重要材料之一。

50年代末喷气式飞机的速度已超过2倍音速，给飞机材料带来了热障问题。铝合金耐高温性能差，在200°c时强度已下降到常温值的1/2左右，需要选用耐热性更好的钛或钢。60年代出现3倍音速的sr-71全钛高空高速侦察机和不锈钢占机体结构重量

69％的xb-70轰炸机。苏联的米格25歼击机机翼蒙皮也采用了钛和钢。70年代以后越来越多地使用以硼纤维或碳纤维增强的复合材料。

具体如下：

机翼材料

机翼是飞机的主要部件，早期的低速飞机的机翼为木结构，用布作蒙皮。这种机翼的结构强度低，气动效率差，早已被金属机翼所取代。机翼内部的梁是机翼的主要受力件，一般采用超硬铝和钢或钛合金；翼梁与机身的接头部分采用高强度结构钢。机翼蒙皮因上下翼面的受力情况不同，分别采用抗压性能好的超硬铝及抗拉和疲劳性能好的硬铝。为了减轻重量，机翼的前后缘常采用玻璃纤维增强塑料（玻璃钢）或铝蜂窝夹层（芯）结构。尾翼结构材料一般采用超硬铝。有时歼击机选用硼或碳纤维环氧复合材料，以减轻尾部重量，提高作战性能。尾翼上的方向舵和升降舵采用硬铝。

机身材料

飞机在高空飞行时，机身增压座舱承受内压力，需要采用抗拉强度高、耐疲劳的硬铝作蒙皮材料。机身隔框一般采用超硬铝，承受较大载荷的加强框采用高强度结构钢或钛合金。很多飞机的机载雷达装在机身头部，一般采用玻璃纤维增强塑料做成的头锥将它罩住以便能透过电磁波。驾驶舱的座舱盖和风挡玻璃采用丙烯酸酯透明塑料（有机玻璃）。飞机在着陆时主起落架要在一瞬间承受几百千牛乃至几兆牛（几十吨力至几百吨力）的撞击力，因此必须采用冲击韧性好的超高强度结构钢。前起落架受力较小，通常采用普通合金钢或超硬铝。

从60年代末期开始，在飞机上使用的复合材料，已由当初只应用于口盖和舱门等非承力构件，逐步扩大应用到减速板和尾翼等次承力构件，而且正向用于机翼甚至前机身等主承力构件的方向发展。另外，为提高突防攻击能力、不被敌方雷达捕获，已在飞机上采用吸波材料.