Postoji mnogo faktora koje treba uzeti u obzir pri obradi dijelova za primjenu u svemiru, kao što su oblik dijela, težina i izdržljivost.Ovi faktori će uticati na sigurnost leta i ekonomičnost aviona.Materijal izbora za proizvodnju svemira oduvijek je bio aluminijum kao glavno zlato.U modernim mlaznjacima, međutim, on čini samo 20 posto ukupne strukture.
Zbog sve veće potražnje za lakim avionima, upotreba kompozitnih materijala kao što su polimeri ojačani ugljikom i materijali u obliku saća sve je veća u modernoj avio-svemirskoj industriji.Kompanije koje proizvode vazduhoplovstvo počinju da istražuju alternativu aluminijumskim legurama – nerđajući čelik za vazduhoplovstvo.Udio ovog nehrđajućeg čelika u novim komponentama aviona raste.Hajde da analiziramo upotrebu i razlike između legura aluminijuma i nerđajućeg čelika u modernim avionima.
Primena delova od legura aluminijuma u vazduhoplovstvu
Aluminijum je relativno vrlo lagan metalni materijal, težine oko 2,7 g/cm3 (grama po kubnom centimetru).Iako je aluminij lakši i jeftiniji od nehrđajućeg čelika, aluminij nije tako jak i otporan na koroziju kao nehrđajući čelik, te nije tako jak i otporan na koroziju kao nehrđajući čelik.Nerđajući čelik je superiorniji od aluminijuma u pogledu čvrstoće.
Iako je upotreba aluminijskih legura opala u mnogim aspektima zrakoplovne proizvodnje, legure aluminija i dalje zauzimaju važno mjesto u modernoj proizvodnji aviona, a za mnoge specifične primjene, aluminij je i dalje jak i lagan materijal.Zbog svoje visoke duktilnosti i lakoće obrade, aluminijum je mnogo jeftiniji od mnogih kompozitnih materijala ili titanijuma.Takođe može dodatno poboljšati svoja metalna svojstva legiranjem sa drugim metalima kao što su bakar, magnezijum, mangan i cink ili hladnom ili toplotnom obradom.
Aluminijske legure koje se široko koriste u proizvodnji zrakoplovnih dijelova uključuju:
1. Aluminijska legura 7075 (aluminij/cink)
2. Aluminijska legura 7475-02 (aluminij/cink/magnezijum/silicijum/hrom)
3. Aluminijska legura 6061 (aluminij/magnezijum/silicijum)
7075, kombinacija aluminijuma i cinka, jedna je od najčešće korišćenih legura u vazduhoplovnim aplikacijama, koja nudi odlična mehanička svojstva, duktilnost, čvrstoću i otpornost na zamor.
7475-02 je kombinacija aluminijuma, cinka, silicijuma i hroma, dok 6061 sadrži aluminijum, magnezijum i silicijum.Koja je legura potrebna u potpunosti ovisi o namjeravanoj primjeni terminala.Iako su mnogi dijelovi od aluminijskih legura na avionu dekorativni, u smislu male težine i krutosti, aluminijska legura je najbolji izbor.
Uobičajena legura aluminijuma koja se koristi u vazduhoplovnoj industriji je aluminijumski skandij.Dodavanje skandijuma aluminijumu povećava čvrstoću metala i otpornost na toplotu.Upotreba aluminijumskog skandijuma takođe poboljšava efikasnost goriva.Budući da je alternativa gušćim materijalima kao što su čelik i titanijum, zamjena ovih materijala lakšim aluminijskim skandijem može uštedjeti na težini, čime se poboljšava efikasnost goriva i čvrstoća okvira aviona.
Primena delova od nerđajućeg čelika u vazduhoplovstvu
U vazduhoplovnoj industriji, upotreba nerđajućeg čelika je iznenađujuća u poređenju sa aluminijumom.Zbog veće težine nehrđajućeg čelika, njegova upotreba u svemirskim aplikacijama porasla je više nego ikad.
Nerđajući čelik se odnosi na porodicu legura na bazi gvožđa koje sadrže najmanje 11% hroma, jedinjenje koje sprečava korodiranje gvožđa i pruža otpornost na toplotu.Različite vrste nerđajućeg čelika uključuju elemente azot, aluminijum, silicijum, sumpor, titan, nikl, bakar, selen, niobijum i molibden.Postoji mnogo vrsta nehrđajućeg čelika, postoji više od 150 vrsta nehrđajućeg čelika, a uobičajeno korišteni nehrđajući čelik čini samo oko jednu desetinu ukupnog broja nehrđajućeg čelika.Nehrđajući čelik se može napraviti u lim, ploču, šipku, žicu i cijev, što ga čini pogodnim za različite primjene.
Postoji pet glavnih grupa nehrđajućih čelika klasificiranih prvenstveno prema njihovoj kristalnoj strukturi.Ovi nerđajući čelici su:
1. Austenitni nehrđajući čelik
2. Feritni nerđajući čelik
3. Martenzitni nerđajući čelik
4. Dupleks nerđajući čelik
5. Nehrđajući čelik otvrdnut na padavine
Kao što je gore spomenuto, nehrđajući čelik je legura sastavljena od kombinacije čelika i hroma.Čvrstoća nerđajućeg čelika direktno je povezana sa sadržajem hroma u leguri.Što je veći sadržaj hroma, veća je čvrstoća čelika.Visoka otpornost nehrđajućeg čelika na koroziju i visoke temperature čini ga pogodnim za niz zrakoplovnih komponenti, uključujući aktuatore, pričvršćivače i komponente stajnog trapa.
Prednosti korištenja nehrđajućeg čelika za dijelove zrakoplovstva:
Iako je jači od aluminija, nehrđajući čelik je općenito mnogo teži.Ali u poređenju sa aluminijumom, delovi od nerđajućeg čelika imaju dve važne prednosti:
1. Nehrđajući čelik ima visoku otpornost na koroziju.
2. Nerđajući čelik je jači i otporniji na habanje.
Modul smicanja i tačka topljenja nerđajućeg čelika je takođe teže obraditi od legura aluminijuma.
Ova svojstva su kritična za mnoge dijelove u svemiru, a dijelovi od nehrđajućeg čelika zauzimaju nezamjenjivu poziciju u primjeni u zrakoplovstvu.Prednosti nehrđajućeg čelika također uključuju odličnu otpornost na toplinu i vatru, svijetao, lijep izgled.Izgled i odlična higijenska kvaliteta.Nerđajući čelik je takođe jednostavan za proizvodnju.Kada komponente aviona treba da budu zavarene, obrađene ili isečene prema preciznim specifikacijama, odlične performanse materijala od nerđajućeg čelika su posebno istaknute.Određene legure nerđajućeg čelika imaju izuzetno visoku otpornost na udar, što takođe utiče na bezbednost velikih aviona.i trajnost su važni faktori.
Vremenom je vazduhoplovna industrija postala raznovrsnija i veća je verovatnoća da će se moderna vazduhoplovna vozila graditi sa karoserijama ili okvirima od nerđajućeg čelika.Unatoč tome što su skuplji, također su mnogo jači od aluminija, a s različitim vrstama nehrđajućeg čelika u zavisnosti od scene, upotreba nehrđajućeg čelika i dalje može pružiti odličan omjer snage i težine.
Vrijeme objave: Mar-02-2023