عوامل زیادی در ماشینکاری قطعات برای کاربردهای هوافضا وجود دارد، مانند شکل قطعه، وزن و دوام.این عوامل بر ایمنی پرواز و صرفه جویی در هواپیما تأثیر می گذارد.ماده انتخابی برای ساخت هوافضا همیشه آلومینیوم به عنوان طلای اصلی بوده است.اما در جت های مدرن، تنها 20 درصد از کل ساختار را تشکیل می دهد.
با توجه به افزایش تقاضا برای هواپیماهای سبک، استفاده از مواد کامپوزیتی مانند پلیمرهای تقویت شده با کربن و مواد لانه زنبوری در صنعت هوافضای مدرن رو به افزایش است.شرکت های تولید کننده هوافضا شروع به تحقیق در مورد جایگزینی برای آلیاژهای آلومینیوم - فولاد ضد زنگ درجه هوانوردی - کرده اند.نسبت این فولاد ضد زنگ در اجزای جدید هواپیما در حال افزایش است.بیایید کاربردها و تفاوت های بین آلیاژهای آلومینیوم و فولادهای ضد زنگ در هواپیماهای مدرن را تجزیه و تحلیل کنیم.
کاربرد قطعات آلیاژ آلومینیوم در زمینه هوافضا
آلومینیوم یک ماده فلزی نسبتاً بسیار سبک است که وزن آن حدود 2.7 گرم بر سانتی متر مکعب (گرم بر سانتی متر مکعب) است.اگرچه آلومینیوم سبکتر و ارزانتر از فولاد ضد زنگ است، آلومینیوم به اندازه فولاد ضد زنگ قوی و مقاوم در برابر خوردگی نیست و به اندازه فولاد ضد زنگ مقاوم و مقاوم در برابر خوردگی نیست.فولاد ضد زنگ از نظر استحکام نسبت به آلومینیوم برتری دارد.
اگرچه استفاده از آلیاژهای آلومینیوم در بسیاری از جنبه‌های تولید هوافضا کاهش یافته است، آلیاژهای آلومینیوم هنوز جایگاه مهمی در ساخت هواپیماهای مدرن دارند و برای بسیاری از کاربردهای خاص، آلومینیوم هنوز یک ماده قوی و سبک وزن است.آلومینیوم به دلیل شکل‌پذیری بالا و سهولت ماشینکاری، بسیار ارزانتر از بسیاری از مواد کامپوزیتی یا تیتانیوم است.همچنین می تواند خواص فلزی خود را با آلیاژ کردن آن با فلزات دیگر مانند مس، منیزیم، منگنز و روی یا با عملیات سرد یا حرارتی افزایش دهد.
آلیاژهای آلومینیوم که به طور گسترده در ساخت قطعات هوافضا استفاده می شوند عبارتند از:
1. آلیاژ آلومینیوم 7075 (آلومینیوم/روی)
2. آلیاژ آلومینیوم 7475-02 (آلومینیوم/روی/منیزیم/سیلیکون/کروم)
3. آلیاژ آلومینیوم 6061 (آلومینیوم/منیزیم/سیلیکون)
7075، ترکیبی از آلومینیوم و روی، یکی از رایج ترین آلیاژهای مورد استفاده در کاربردهای هوافضا است که خواص مکانیکی عالی، شکل پذیری، استحکام و مقاومت در برابر خستگی را ارائه می دهد.
7475-02 ترکیبی از آلومینیوم، روی، سیلیکون و کروم است، در حالی که 6061 حاوی آلومینیوم، منیزیم و سیلیکون است.اینکه کدام آلیاژ مورد نیاز است کاملاً به کاربرد مورد نظر ترمینال بستگی دارد.اگرچه بسیاری از قطعات آلیاژ آلومینیوم در هواپیما تزئینی هستند، اما از نظر وزن سبک و استحکام، آلیاژ آلومینیوم بهترین انتخاب است.
آلیاژ آلومینیوم رایج مورد استفاده در صنعت هوافضا اسکاندیم آلومینیوم است.افزودن اسکاندیم به آلومینیوم استحکام و مقاومت فلز در برابر حرارت را افزایش می دهد.استفاده از اسکاندیم آلومینیوم نیز باعث بهبود راندمان سوخت می شود.از آنجایی که جایگزینی برای مواد متراکم‌تر مانند فولاد و تیتانیوم است، جایگزینی این مواد با اسکاندیم آلومینیوم سبکتر می‌تواند باعث کاهش وزن شود و در نتیجه راندمان سوخت و استحکام سفتی بدنه هواپیما را بهبود بخشد.
کاربرد قطعات فولادی ضد زنگ در هوافضا
در صنعت هوافضا، استفاده از فولاد ضد زنگ در مقایسه با آلومینیوم شگفت‌انگیز است.به دلیل وزن سنگین‌تر فولاد ضد زنگ، استفاده از آن در کاربردهای هوافضا بیش از هر زمان دیگری افزایش یافته است.
فولاد ضد زنگ به خانواده ای از آلیاژهای مبتنی بر آهن اطلاق می شود که حاوی حداقل 11 درصد کروم هستند، ترکیبی که از خوردگی آهن جلوگیری می کند و مقاومت حرارتی را ایجاد می کند.انواع مختلف فولاد ضد زنگ شامل عناصر نیتروژن، آلومینیوم، سیلیکون، گوگرد، تیتانیوم، نیکل، مس، سلنیوم، نیوبیم و مولیبدن است.انواع مختلفی از فولاد ضد زنگ وجود دارد، بیش از 150 درجه فولاد ضد زنگ وجود دارد، و فولاد ضد زنگ معمولی تنها حدود یک دهم کل فولاد ضد زنگ را تشکیل می دهد.فولاد ضد زنگ را می توان به ورق، صفحه، میله، سیم و لوله تبدیل کرد که آن را برای کاربردهای مختلف مناسب می کند.
پنج گروه اصلی از فولادهای ضد زنگ وجود دارد که عمدتاً بر اساس ساختار کریستالی آنها طبقه بندی می شوند.این فولادهای ضد زنگ عبارتند از:
1. فولاد ضد زنگ آستنیتی
2. فولاد ضد زنگ فریتی
3. فولاد ضد زنگ مارتنزیتی
4. فولاد ضد زنگ دوبلکس
5. فولاد ضد زنگ سخت شده با بارش
همانطور که در بالا ذکر شد، فولاد ضد زنگ آلیاژی است که از ترکیب فولاد و کروم تشکیل شده است.استحکام فولاد ضد زنگ مستقیماً با محتوای کروم موجود در آلیاژ مرتبط است.هر چه محتوای کروم بیشتر باشد، استحکام فولاد بیشتر می شود.مقاومت بالای فولاد ضد زنگ در برابر خوردگی و دماهای بالا، آن را برای طیف وسیعی از اجزای هوافضا از جمله محرک ها، بست ها و اجزای ارابه فرود مناسب می کند.
مزایای استفاده از فولاد ضد زنگ برای قطعات هوافضا:
در حالی که فولاد ضد زنگ قوی تر از آلومینیوم است، معمولاً بسیار سنگین تر است.اما در مقایسه با آلومینیوم، قطعات فولادی ضد زنگ دو مزیت مهم دارند:
1. فولاد ضد زنگ مقاومت در برابر خوردگی بالایی دارد.
2. فولاد ضد زنگ قوی تر و مقاوم تر در برابر سایش است.
مدول برشی و نقطه ذوب فولاد ضد زنگ نیز نسبت به آلیاژهای آلومینیوم دشوارتر است.
این ویژگی ها برای بسیاری از قطعات هوافضا حیاتی هستند و قطعات فولادی ضد زنگ جایگاهی ضروری در کاربردهای هوافضا دارند.از مزایای فولاد ضد زنگ نیز می توان به مقاومت عالی در برابر حرارت و آتش، ظاهر درخشان و زیبا اشاره کرد.ظاهر و کیفیت بهداشتی عالی.ساخت فولاد ضد زنگ نیز آسان است.هنگامی که اجزای هواپیما نیاز به جوشکاری، ماشینکاری یا برش با مشخصات دقیق دارند، عملکرد عالی مواد فولاد ضد زنگ به ویژه برجسته است.برخی از آلیاژهای فولاد ضد زنگ مقاومت بسیار بالایی در برابر ضربه دارند که بر ایمنی هواپیماهای بزرگ نیز تأثیر می گذارد.و دوام از عوامل مهم هستند.
با گذشت زمان، صنعت هوافضا متنوع‌تر شده است و وسایل نقلیه هوافضای مدرن بیشتر با بدنه یا بدنه‌های فولادی ضد زنگ ساخته می‌شوند.با وجود گران تر بودن، آنها همچنین بسیار قوی تر از آلومینیوم هستند و با درجات مختلف فولاد ضد زنگ بسته به صحنه، استفاده از فولاد ضد زنگ همچنان می تواند نسبت مقاومت به وزن عالی را ارائه دهد.
زمان ارسال: مارس-02-2023