De nombreux facteurs doivent être pris en compte lors de l'usinage de pièces destinées aux applications aérospatiales, tels que la forme, le poids et la durabilité des pièces.Ces facteurs affecteront la sécurité du vol et l’économie de l’avion.Le matériau de choix pour la fabrication aérospatiale a toujours été l’aluminium comme principal or.Cependant, dans les avions modernes, il ne représente que 20 % de la structure totale.
En raison de la demande croissante d'avions légers, l'utilisation de matériaux composites tels que les polymères renforcés de carbone et les matériaux en nid d'abeilles augmente dans l'industrie aérospatiale moderne.Les entreprises de fabrication aérospatiale commencent à rechercher une alternative aux alliages d’aluminium : l’acier inoxydable de qualité aéronautique.La proportion de cet acier inoxydable dans les nouveaux composants d’avions est en augmentation.Analysons les utilisations et les différences entre les alliages d'aluminium et les aciers inoxydables dans les avions modernes.
Application de pièces en alliage d'aluminium dans le domaine aérospatial
L'aluminium est un matériau métallique relativement très léger, pesant environ 2,7 g/cm3 (grammes par centimètre cube).Bien que l'aluminium soit plus léger et moins cher que l'acier inoxydable, l'aluminium n'est pas aussi solide et résistant à la corrosion que l'acier inoxydable, et n'est pas aussi solide et résistant à la corrosion que l'acier inoxydable.L'acier inoxydable est supérieur à l'aluminium en termes de résistance.
Bien que l’utilisation des alliages d’aluminium ait diminué dans de nombreux aspects de la production aérospatiale, les alliages d’aluminium occupent toujours une place importante dans la construction aéronautique moderne et, pour de nombreuses applications spécifiques, l’aluminium reste un matériau solide et léger.En raison de sa grande ductilité et de sa facilité d’usinage, l’aluminium est beaucoup moins cher que de nombreux matériaux composites ou que le titane.Il peut également améliorer encore ses propriétés métalliques en l'alliant à d'autres métaux tels que le cuivre, le magnésium, le manganèse et le zinc ou par traitement à froid ou thermique.
Les alliages d'aluminium largement utilisés dans la fabrication de pièces aérospatiales comprennent :
1. Alliage d'aluminium 7075 (aluminium/zinc)
2. Alliage d'aluminium 7475-02 (aluminium/zinc/magnésium/silicium/chrome)
3. Alliage d'aluminium 6061 (aluminium/magnésium/silicium)
Le 7075, une combinaison d'aluminium et de zinc, est l'un des alliages les plus couramment utilisés dans les applications aérospatiales, offrant d'excellentes propriétés mécaniques, ductilité, résistance et résistance à la fatigue.
Le 7475-02 est une combinaison d'aluminium, de zinc, de silicium et de chrome, tandis que le 6061 contient de l'aluminium, du magnésium et du silicium.L'alliage requis dépend entièrement de l'application prévue du terminal.Bien que de nombreuses pièces en alliage d'aluminium sur l'avion soient décoratives, en termes de légèreté et de rigidité, l'alliage d'aluminium est le meilleur choix.
L’aluminium scandium est un alliage d’aluminium couramment utilisé dans l’industrie aérospatiale.L'ajout de scandium à l'aluminium augmente la résistance du métal et sa résistance à la chaleur.L’utilisation d’aluminium scandium améliore également le rendement énergétique.Puisqu'il s'agit d'une alternative aux matériaux plus denses tels que l'acier et le titane, le remplacement de ces matériaux par du scandium d'aluminium plus léger peut permettre de réduire le poids, améliorant ainsi le rendement énergétique et la solidité de la rigidité de la cellule.
Application de pièces en acier inoxydable dans l'aérospatiale
Dans l’industrie aérospatiale, l’utilisation de l’acier inoxydable est surprenante par rapport à l’aluminium.En raison du poids plus élevé de l’acier inoxydable, son utilisation dans les applications aérospatiales a augmenté plus que jamais.
L'acier inoxydable fait référence à une famille d'alliages à base de fer contenant au moins 11 % de chrome, un composé qui empêche le fer de se corroder et offre une résistance à la chaleur.Différents types d'acier inoxydable comprennent des éléments azote, aluminium, silicium, soufre, titane, nickel, cuivre, sélénium, niobium et molybdène.Il existe de nombreux types d'acier inoxydable, il existe plus de 150 nuances d'acier inoxydable et l'acier inoxydable couramment utilisé ne représente qu'environ un dixième du nombre total d'acier inoxydable.L'acier inoxydable peut être transformé en tôles, plaques, barres, fils et tubes, ce qui le rend adapté à une variété d'applications.
Il existe cinq groupes principaux d'aciers inoxydables classés principalement selon leur structure cristalline.Ces aciers inoxydables sont :
1. Acier inoxydable austénitique
2. Acier inoxydable ferritique
3. Acier inoxydable martensitique
4. Acier inoxydable duplex
5. Acier inoxydable trempé par précipitation
Comme mentionné ci-dessus, l’acier inoxydable est un alliage composé d’une combinaison d’acier et de chrome.La résistance de l’acier inoxydable est directement liée à la teneur en chrome de l’alliage.Plus la teneur en chrome est élevée, plus la résistance de l'acier est élevée.La haute résistance de l'acier inoxydable à la corrosion et aux températures élevées le rend adapté à une gamme de composants aérospatiaux, notamment les actionneurs, les fixations et les composants de train d'atterrissage.
Avantages de l’utilisation de l’acier inoxydable pour les pièces aérospatiales :
Bien que plus résistant que l’aluminium, l’acier inoxydable est généralement beaucoup plus lourd.Mais par rapport à l’aluminium, les pièces en acier inoxydable présentent deux avantages importants :
1. L'acier inoxydable a une résistance élevée à la corrosion.
2. L'acier inoxydable est plus solide et plus résistant à l'usure.
Le module de cisaillement et le point de fusion de l’acier inoxydable sont également plus difficiles à traiter que les alliages d’aluminium.
Ces propriétés sont essentielles pour de nombreuses pièces aérospatiales, et les pièces en acier inoxydable occupent une place indispensable dans les applications aérospatiales.Les avantages de l’acier inoxydable incluent également une excellente résistance à la chaleur et au feu, un aspect brillant et magnifique.Aspect et excellente qualité hygiénique.L’acier inoxydable est également facile à fabriquer.Lorsque les composants d’un avion doivent être soudés, usinés ou découpés selon des spécifications précises, les excellentes performances des matériaux en acier inoxydable sont particulièrement importantes.Certains alliages d'acier inoxydable ont une résistance aux chocs extrêmement élevée, ce qui affecte également la sécurité des gros avions.et la durabilité sont des facteurs importants.
Au fil du temps, l’industrie aérospatiale s’est diversifiée et les véhicules aérospatiaux modernes sont plus susceptibles d’être construits avec des carrosseries ou des cellules en acier inoxydable.Bien qu'ils soient plus chers, ils sont également beaucoup plus résistants que l'aluminium, et avec différentes qualités d'acier inoxydable selon la scène, l'utilisation de l'acier inoxydable peut toujours offrir un excellent rapport résistance/poids.
Heure de publication : 02 mars 2023