Існує багато факторів, які слід враховувати при обробці деталей для аерокосмічного застосування, таких як форма, вага та довговічність.Ці фактори впливатимуть на безпеку польоту та економічність літака.Основним матеріалом для аерокосмічного виробництва завжди був алюміній як головне золото.Однак у сучасних реактивних літаках він становить лише 20 відсотків від загальної структури.
У зв’язку зі збільшенням попиту на легкі літальні апарати, у сучасній аерокосмічній промисловості зростає використання композитних матеріалів, таких як вуглецеві полімери та стільникові матеріали.Виробничі аерокосмічні компанії починають досліджувати альтернативу алюмінієвим сплавам — авіаційну нержавіючу сталь.Частка цієї нержавіючої сталі в нових компонентах літаків зростає.Давайте проаналізуємо використання та відмінності між алюмінієвими сплавами та нержавіючими сталями в сучасних літаках.
Застосування деталей з алюмінієвих сплавів в аерокосмічній галузі
Алюміній є відносно дуже легким металевим матеріалом, вагою близько 2,7 г/см3 (грамів на кубічний сантиметр).Незважаючи на те, що алюміній легший і дешевший за нержавіючу сталь, алюміній не такий міцний і стійкий до корозії, як нержавіюча сталь, а також не такий міцний і стійкий до корозії, як нержавіюча сталь.За міцністю нержавіюча сталь перевершує алюміній.
Незважаючи на те, що використання алюмінієвих сплавів скоротилося в багатьох аспектах аерокосмічного виробництва, алюмінієві сплави все ще займають важливе місце в сучасному літакобудуванні, і для багатьох конкретних застосувань алюміній все ще є міцним і легким матеріалом.Завдяки своїй високій пластичності та легкості обробки алюміній набагато дешевший, ніж багато композитних матеріалів або титан.Він також може додатково підвищити свої металеві властивості шляхом сплаву з іншими металами, такими як мідь, магній, марганець і цинк, або шляхом холодної чи теплової обробки.
Алюмінієві сплави, які широко використовуються у виробництві аерокосмічних деталей, включають:
1. Алюмінієвий сплав 7075 (алюміній/цинк)
2. Алюмінієвий сплав 7475-02 (алюміній/цинк/магній/кремній/хром)
3. Алюмінієвий сплав 6061 (алюміній/магній/кремній)
7075, комбінація алюмінію та цинку, є одним із найбільш часто використовуваних сплавів в аерокосмічній галузі, що забезпечує відмінні механічні властивості, пластичність, міцність і стійкість до втоми.
7475-02 є комбінацією алюмінію, цинку, кремнію та хрому, тоді як 6061 містить алюміній, магній та кремній.Який сплав потрібен, повністю залежить від передбачуваного застосування терміналу.Хоча багато деталей з алюмінієвого сплаву на літаку є декоративними, з точки зору легкої ваги та жорсткості, алюмінієвий сплав є найкращим вибором.
Поширеним алюмінієвим сплавом, який використовується в аерокосмічній промисловості, є алюмінієвий скандій.Додавання скандію до алюмінію підвищує міцність і термостійкість металу.Використання алюмінієвого скандію також покращує паливну ефективність.Оскільки це альтернатива більш щільним матеріалам, таким як сталь і титан, заміна цих матеріалів легшим алюмінієвим скандієм може заощадити вагу, тим самим підвищивши паливну ефективність і міцність корпусу літака.
Застосування деталей з нержавіючої сталі в аерокосмічній галузі
В аерокосмічній промисловості використання нержавіючої сталі викликає подив у порівнянні з алюмінієм.Через більшу вагу нержавіючої сталі її використання в аерокосмічній галузі зросло як ніколи.
Нержавіюча сталь відноситься до сімейства сплавів на основі заліза, що містять принаймні 11% хрому, сполуки, яка запобігає корозії заліза та забезпечує термостійкість.Різні типи нержавіючої сталі включають елементи азоту, алюмінію, кремнію, сірки, титану, нікелю, міді, селену, ніобію та молібдену.Існує багато видів нержавіючої сталі, існує понад 150 марок нержавіючої сталі, і часто використовувана нержавіюча сталь становить приблизно одну десяту від загальної кількості нержавіючої сталі.З нержавіючої сталі можна виготовляти листи, пластини, прутки, дріт і труби, що робить її придатною для різноманітних застосувань.
Існує п'ять основних груп нержавіючих сталей, класифікованих головним чином за їх кристалічною структурою.Ці нержавіючі сталі:
1. Аустенітна нержавіюча сталь
2. Феритна нержавіюча сталь
3. Мартенситна нержавіюча сталь
4. Дуплексна нержавіюча сталь
5. Нержавіюча сталь, загартована атмосферними опадами
Як згадувалося вище, нержавіюча сталь - це сплав, що складається з комбінації сталі та хрому.Міцність нержавіючої сталі безпосередньо залежить від вмісту хрому в сплаві.Чим вище вміст хрому, тим вище міцність сталі.Висока стійкість нержавіючої сталі до корозії та високих температур робить її придатною для ряду аерокосмічних компонентів, включаючи приводи, кріпильні елементи та компоненти шасі.
Переваги використання нержавіючої сталі для аерокосмічних деталей:
Незважаючи на те, що нержавіюча сталь міцніша за алюміній, вона, як правило, набагато важча.Але порівняно з алюмінієм деталі з нержавіючої сталі мають дві важливі переваги:
1. Нержавіюча сталь має високу стійкість до корозії.
2. Нержавіюча сталь більш міцна і зносостійка.
Модуль зсуву та температура плавлення нержавіючої сталі також складніші для обробки, ніж алюмінієві сплави.
Ці властивості мають вирішальне значення для багатьох аерокосмічних деталей, а деталі з нержавіючої сталі займають незамінне місце в аерокосмічних додатках.До переваг нержавіючої сталі також можна віднести відмінну термо- і вогнестійкість, яскравий, красивий зовнішній вигляд.Зовнішній вигляд і відмінні гігієнічні якості.Нержавіюча сталь також проста у виготовленні.Коли компоненти літака потрібно зварити, обробити або вирізати відповідно до точних специфікацій, чудові характеристики матеріалів з нержавіючої сталі є особливо помітними.Деякі сплави нержавіючої сталі мають надзвичайно високу ударостійкість, що також впливає на безпеку великих літаків.і довговічність є важливими факторами.
З часом аерокосмічна галузь стала різноманітнішою, і сучасні аерокосмічні транспортні засоби, швидше за все, будуються з корпусами або планерами з нержавіючої сталі.Незважаючи на те, що вони дорожчі, вони також набагато міцніші за алюміній, і з різними марками нержавіючої сталі залежно від місця події використання нержавіючої сталі все ще може забезпечити чудове співвідношення міцності та ваги.
Час публікації: 02.03.2023