Der er mange faktorer, der skal tages i betragtning ved bearbejdning af dele til rumfartsapplikationer, såsom delens form, vægt og holdbarhed.Disse faktorer vil påvirke flyets flyvesikkerhed og økonomi.Det valgte materiale til rumfartsproduktion har altid været aluminium som det vigtigste guld.I moderne jetfly udgør det dog kun 20 procent af den samlede struktur.
På grund af den stigende efterspørgsel efter lette fly er brugen af kompositmaterialer såsom kulstofforstærkede polymerer og honeycomb-materialer stigende i den moderne rumfartsindustri.Luftfartsfremstillingsvirksomheder begynder at forske i et alternativ til aluminiumslegeringer - rustfrit stål i luftfartskvalitet.Andelen af dette rustfri stål i nye flykomponenter er stigende.Lad os analysere anvendelserne og forskellene mellem aluminiumslegeringer og rustfrit stål i moderne fly.
Anvendelse af dele af aluminiumslegering i rumfartsområdet
Aluminium er et relativt meget let metalmateriale, der vejer omkring 2,7 g/cm3 (gram pr. kubikcentimeter).Selvom aluminium er lettere og billigere end rustfrit stål, er aluminium ikke så stærkt og korrosionsbestandigt som rustfrit stål, og det er ikke så stærkt og korrosionsbestandigt som rustfrit stål.Rustfrit stål er overlegent i forhold til aluminium med hensyn til styrke.
Selvom brugen af aluminiumslegeringer er faldet i mange aspekter af rumfartsproduktion, indtager aluminiumslegeringer stadig en vigtig plads i moderne flyfremstilling, og til mange specifikke anvendelser er aluminium stadig et stærkt, letvægtsmateriale.På grund af dets høje duktilitet og lette bearbejdning er aluminium meget billigere end mange kompositmaterialer eller titanium.Det kan også yderligere forbedre dets metalliske egenskaber ved at legere det med andre metaller såsom kobber, magnesium, mangan og zink eller ved kulde- eller varmebehandling.
Aluminiumslegeringer, der i vid udstrækning anvendes til fremstilling af rumfartsdele omfatter:
1. Aluminiumslegering 7075 (aluminium/zink)
2. Aluminiumslegering 7475-02 (aluminium/zink/magnesium/silicium/chrom)
3. Aluminiumslegering 6061 (aluminium/magnesium/silicium)
7075, en kombination af aluminium og zink, er en af de mest almindeligt anvendte legeringer i rumfartsapplikationer og tilbyder fremragende mekaniske egenskaber, duktilitet, styrke og udmattelsesbestandighed.
7475-02 er en kombination af aluminium, zink, silicium og krom, mens 6061 indeholder aluminium, magnesium og silicium.Hvilken legering der kræves afhænger helt af den påtænkte anvendelse af terminalen.Selvom mange aluminiumslegeringsdele på flyet er dekorative, med hensyn til let vægt og stivhed, er aluminiumslegering det bedste valg.
En almindelig aluminiumslegering, der bruges i rumfartsindustrien, er aluminiumsskandium.Tilføjelse af scandium til aluminium øger metallets styrke og varmebestandighed.Brug af aluminium scandium forbedrer også brændstofeffektiviteten.Da det er et alternativ til tættere materialer som stål og titanium, kan udskiftning af disse materialer med lettere aluminium scandium spare vægt, og derved forbedre brændstofeffektiviteten og styrken af skrogets stivhed.
Anvendelse af rustfri ståldele i rumfart
I rumfartsindustrien er brugen af rustfrit stål overraskende sammenlignet med aluminium.På grund af den tungere vægt af rustfrit stål er dets anvendelse i rumfartsapplikationer steget mere end nogensinde.
Rustfrit stål refererer til en familie af jernbaserede legeringer, der indeholder mindst 11 % krom, en forbindelse, der forhindrer jern i at korrodere og giver varmebestandighed.Forskellige typer af rustfrit stål omfatter elementer nitrogen, aluminium, silicium, svovl, titanium, nikkel, kobber, selen, niobium og molybdæn.Der er mange slags rustfrit stål, der er mere end 150 rustfrit stålkvaliteter, og det almindeligt anvendte rustfrit stål tegner sig kun for omkring en tiendedel af det samlede antal rustfrit stål.Rustfrit stål kan laves til plade, plade, stang, tråd og rør, hvilket gør det velegnet til en række forskellige anvendelser.
Der er fem hovedgrupper af rustfrit stål klassificeret primært efter deres krystalstruktur.Disse rustfri stål er:
1. Austenitisk rustfrit stål
2. Ferritisk rustfrit stål
3. Martensitisk rustfrit stål
4. Duplex rustfrit stål
5. Nedbørshærdet rustfrit stål
Som nævnt ovenfor er rustfrit stål en legering sammensat af en kombination af stål og krom.Styrken af rustfrit stål er direkte relateret til chromindholdet i legeringen.Jo højere kromindhold, jo højere styrke er stålet.Rustfrit ståls høje modstandsdygtighed over for korrosion og høje temperaturer gør det velegnet til en række luftfartskomponenter, herunder aktuatorer, fastgørelseselementer og komponenter til landingsstel.
Fordele ved at bruge rustfrit stål til rumfartsdele:
Selvom det er stærkere end aluminium, er rustfrit stål generelt meget tungere.Men sammenlignet med aluminium har rustfri ståldele to vigtige fordele:
1. Rustfrit stål har høj korrosionsbestandighed.
2. Rustfrit stål er stærkere og mere slidstærkt.
Forskydningsmodulet og smeltepunktet for rustfrit stål er også vanskeligere at bearbejde end aluminiumslegeringer.
Disse egenskaber er kritiske for mange rumfartsdele, og dele af rustfrit stål indtager en uundværlig position i rumfartsapplikationer.Fordelene ved rustfrit stål omfatter også fremragende varme- og brandmodstand, lyst, smukt udseende.Udseende og fremragende hygiejnisk kvalitet.Rustfrit stål er også nemt at fremstille.Når flykomponenter skal svejses, bearbejdes eller skæres til præcise specifikationer, er den fremragende ydeevne af rustfri stålmaterialer særligt fremtrædende.Visse rustfri stållegeringer har ekstrem høj slagfasthed, hvilket også påvirker sikkerheden for store fly.og holdbarhed er vigtige faktorer.
Over tid er luftfartsindustrien blevet mere mangfoldig, og moderne rumfartskøretøjer er mere tilbøjelige til at blive bygget med karosserier eller fly i rustfrit stål.På trods af at de er dyrere, er de også meget stærkere end aluminium, og med forskellige kvaliteter af rustfrit stål afhængigt af scenen, kan brugen af rustfrit stål stadig give et fremragende styrke-til-vægt-forhold.
Posttid: Mar-02-2023