Bei der Bearbeitung von Teilen für Luft- und Raumfahrtanwendungen sind viele Faktoren zu berücksichtigen, wie etwa Teileform, Gewicht und Haltbarkeit.Diese Faktoren wirken sich auf die Flugsicherheit und Wirtschaftlichkeit des Flugzeugs aus.Das Material der Wahl für die Luft- und Raumfahrtindustrie war schon immer Aluminium als Hauptgold.Bei modernen Jets macht es jedoch nur 20 Prozent der Gesamtstruktur aus.
Aufgrund der steigenden Nachfrage nach Leichtflugzeugen nimmt der Einsatz von Verbundwerkstoffen wie kohlenstoffverstärkten Polymeren und Wabenmaterialien in der modernen Luft- und Raumfahrtindustrie zu.Unternehmen der Luft- und Raumfahrtindustrie beginnen mit der Erforschung einer Alternative zu Aluminiumlegierungen – rostfreiem Stahl in Luftfahrtqualität.Der Anteil dieses Edelstahls in neuen Flugzeugkomponenten steigt.Lassen Sie uns die Verwendung und Unterschiede zwischen Aluminiumlegierungen und rostfreien Stählen in modernen Flugzeugen analysieren.
Anwendung von Aluminiumlegierungsteilen im Luft- und Raumfahrtbereich
Aluminium ist ein relativ leichtes Metallmaterial mit einem Gewicht von etwa 2,7 g/cm3 (Gramm pro Kubikzentimeter).Obwohl Aluminium leichter und kostengünstiger als Edelstahl ist, ist Aluminium nicht so stark und korrosionsbeständig wie Edelstahl und auch nicht so stark und korrosionsbeständig wie Edelstahl.In puncto Festigkeit ist Edelstahl Aluminium überlegen.
Obwohl die Verwendung von Aluminiumlegierungen in vielen Bereichen der Luft- und Raumfahrtproduktion zurückgegangen ist, nehmen Aluminiumlegierungen im modernen Flugzeugbau immer noch einen wichtigen Platz ein, und für viele spezifische Anwendungen ist Aluminium immer noch ein starkes, leichtes Material.Aufgrund seiner hohen Duktilität und einfachen Bearbeitbarkeit ist Aluminium deutlich kostengünstiger als viele Verbundwerkstoffe oder Titan.Es kann seine metallischen Eigenschaften auch durch Legieren mit anderen Metallen wie Kupfer, Magnesium, Mangan und Zink oder durch Kälte- oder Wärmebehandlung weiter verbessern.
Zu den Aluminiumlegierungen, die häufig bei der Herstellung von Teilen für die Luft- und Raumfahrtindustrie verwendet werden, gehören:
1. Aluminiumlegierung 7075 (Aluminium/Zink)
2. Aluminiumlegierung 7475-02 (Aluminium/Zink/Magnesium/Silizium/Chrom)
3. Aluminiumlegierung 6061 (Aluminium/Magnesium/Silizium)
7075, eine Kombination aus Aluminium und Zink, ist eine der am häufigsten verwendeten Legierungen in Luft- und Raumfahrtanwendungen und bietet hervorragende mechanische Eigenschaften, Duktilität, Festigkeit und Ermüdungsbeständigkeit.
7475-02 ist eine Kombination aus Aluminium, Zink, Silizium und Chrom, während 6061 Aluminium, Magnesium und Silizium enthält.Welche Legierung benötigt wird, hängt ganz vom Einsatzzweck der Klemme ab.Obwohl viele Aluminiumlegierungsteile im Flugzeug dekorativ sind, ist eine Aluminiumlegierung im Hinblick auf geringes Gewicht und Steifigkeit die beste Wahl.
Eine in der Luft- und Raumfahrtindustrie häufig verwendete Aluminiumlegierung ist Aluminium-Scandium.Die Zugabe von Scandium zu Aluminium erhöht die Festigkeit und Hitzebeständigkeit des Metalls.Der Einsatz von Aluminium-Scandium verbessert zudem die Kraftstoffeffizienz.Da es sich um eine Alternative zu dichteren Materialien wie Stahl und Titan handelt, kann der Ersatz dieser Materialien durch leichteres Aluminium-Scandium Gewicht einsparen und dadurch die Treibstoffeffizienz und die Festigkeit der Flugzeugzelle verbessern.
Anwendung von Edelstahlteilen in der Luft- und Raumfahrt
In der Luft- und Raumfahrtindustrie überrascht die Verwendung von Edelstahl im Vergleich zu Aluminium.Aufgrund des höheren Gewichts von Edelstahl hat seine Verwendung in der Luft- und Raumfahrt mehr denn je zugenommen.
Edelstahl bezieht sich auf eine Familie von Legierungen auf Eisenbasis, die mindestens 11 % Chrom enthalten, eine Verbindung, die Eisen vor Korrosion schützt und Hitzebeständigkeit bietet.Verschiedene Arten von Edelstahl umfassen die Elemente Stickstoff, Aluminium, Silizium, Schwefel, Titan, Nickel, Kupfer, Selen, Niob und Molybdän.Es gibt viele Arten von Edelstahl, es gibt mehr als 150 Edelstahlsorten und der am häufigsten verwendete Edelstahl macht nur etwa ein Zehntel der Gesamtzahl der rostfreien Stähle aus.Edelstahl kann zu Blechen, Platten, Stangen, Drähten und Rohren verarbeitet werden und eignet sich daher für eine Vielzahl von Anwendungen.
Es gibt fünf Hauptgruppen rostfreier Stähle, die hauptsächlich nach ihrer Kristallstruktur klassifiziert werden.Diese Edelstähle sind:
1. Austenitischer Edelstahl
2. Ferritischer Edelstahl
3. Martensitischer Edelstahl
4. Duplex-Edelstahl
5. Ausscheidungsgehärteter Edelstahl
Wie oben erwähnt ist Edelstahl eine Legierung, die aus einer Kombination von Stahl und Chrom besteht.Die Festigkeit von Edelstahl hängt direkt vom Chromgehalt in der Legierung ab.Je höher der Chromgehalt, desto höher ist die Festigkeit des Stahls.Aufgrund seiner hohen Korrosions- und Temperaturbeständigkeit eignet sich Edelstahl für eine Reihe von Luft- und Raumfahrtkomponenten, darunter Aktuatoren, Befestigungselemente und Fahrwerkskomponenten.
Vorteile der Verwendung von Edelstahl für Luft- und Raumfahrtteile:
Obwohl Edelstahl stärker als Aluminium ist, ist er im Allgemeinen viel schwerer.Doch im Vergleich zu Aluminium haben Edelstahlteile zwei wichtige Vorteile:
1. Edelstahl weist eine hohe Korrosionsbeständigkeit auf.
2. Edelstahl ist stärker und verschleißfester.
Auch der Schermodul und der Schmelzpunkt von Edelstahl sind schwieriger zu verarbeiten als Aluminiumlegierungen.
Diese Eigenschaften sind für viele Luft- und Raumfahrtteile von entscheidender Bedeutung, und Edelstahlteile nehmen in Luft- und Raumfahrtanwendungen eine unverzichtbare Stellung ein.Zu den Vorteilen von Edelstahl gehören auch eine hervorragende Hitze- und Feuerbeständigkeit sowie ein helles und schönes Aussehen.Aussehen und hervorragende Hygienequalität.Auch Edelstahl ist einfach herzustellen.Wenn Flugzeugkomponenten nach präzisen Spezifikationen geschweißt, bearbeitet oder geschnitten werden müssen, kommt die hervorragende Leistung von Edelstahlmaterialien besonders zum Tragen.Bestimmte Edelstahllegierungen weisen eine extrem hohe Schlagfestigkeit auf, was sich auch auf die Sicherheit großer Flugzeuge auswirkt.und Haltbarkeit sind wichtige Faktoren.
Im Laufe der Zeit ist die Luft- und Raumfahrtindustrie vielfältiger geworden und moderne Luft- und Raumfahrtfahrzeuge werden eher mit Karosserien oder Flugzeugzellen aus Edelstahl gebaut.Obwohl sie teurer sind, sind sie auch viel stärker als Aluminium, und da je nach Einsatzbereich unterschiedliche Edelstahlqualitäten verwendet werden, kann die Verwendung von Edelstahl dennoch ein hervorragendes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht bieten.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 02.03.2023