Hi ha molts factors a tenir en compte en el mecanitzat de peces per a aplicacions aeroespacials, com ara la forma, el pes i la durabilitat de les peces.Aquests factors afectaran la seguretat del vol i l'economia de l'avió.El material escollit per a la fabricació aeroespacial sempre ha estat l'alumini com a or principal.En els jets moderns, però, només representa el 20 per cent de l'estructura total.
A causa de la creixent demanda d'avions lleugers, l'ús de materials compostos com polímers reforçats amb carboni i materials de bresca està augmentant a la indústria aeroespacial moderna.Les empreses de fabricació aeroespacial estan començant a investigar una alternativa als aliatges d'alumini: l'acer inoxidable de grau aeri.La proporció d'aquest acer inoxidable en nous components d'avions està augmentant.Analitzem els usos i diferències entre els aliatges d'alumini i els acers inoxidables en els avions moderns.
Aplicació de peces d'aliatge d'alumini en el camp aeroespacial
L'alumini és un material metàl·lic relativament molt lleuger, amb un pes d'uns 2,7 g/cm3 (grams per centímetre cúbic).Tot i que l'alumini és més lleuger i menys costós que l'acer inoxidable, l'alumini no és tan fort i resistent a la corrosió com l'acer inoxidable, i no és tan fort i resistent a la corrosió com l'acer inoxidable.L'acer inoxidable és superior a l'alumini en termes de resistència.
Tot i que l'ús d'aliatges d'alumini ha disminuït en molts aspectes de la producció aeroespacial, els aliatges d'alumini encara ocupen un lloc important en la fabricació d'avions moderns i, per a moltes aplicacions específiques, l'alumini continua sent un material fort i lleuger.A causa de la seva alta ductilitat i facilitat de mecanitzat, l'alumini és molt menys car que molts materials compostos o titani.També pot millorar encara més les seves propietats metàl·liques aliant-lo amb altres metalls com el coure, el magnesi, el manganès i el zinc o mitjançant tractament en fred o tèrmic.
Els aliatges d'alumini àmpliament utilitzats en la fabricació de peces aeroespacials inclouen:
1. Aliatge d'alumini 7075 (alumini/zinc)
2. Aliatge d'alumini 7475-02 (alumini/zinc/magnesi/silici/crom)
3. Aliatge d'alumini 6061 (alumini/magnesi/silici)
7075, una combinació d'alumini i zinc, és un dels aliatges més utilitzats en aplicacions aeroespacials, oferint excel·lents propietats mecàniques, ductilitat, força i resistència a la fatiga.
7475-02 és una combinació d'alumini, zinc, silici i crom, mentre que 6061 conté alumini, magnesi i silici.Quin aliatge es requereix depèn completament de l'aplicació prevista del terminal.Tot i que moltes peces d'aliatge d'alumini de l'avió són decoratives, en termes de pes lleuger i rigidesa, l'aliatge d'alumini és la millor opció.
Un aliatge d'alumini comú utilitzat a la indústria aeroespacial és l'escandi d'alumini.L'addició d'escandi a l'alumini augmenta la força i la resistència a la calor del metall.L'ús d'alumini escandi també millora l'eficiència del combustible.Com que és una alternativa als materials més densos com l'acer i el titani, substituir aquests materials per escandi d'alumini més lleuger pot estalviar pes, millorant així l'eficiència del combustible i la resistència de la rigidesa de la cèl·lula.
Aplicació de peces d'acer inoxidable en aeroespacial
A la indústria aeroespacial, l'ús d'acer inoxidable és sorprenent en comparació amb l'alumini.A causa del pes més gran de l'acer inoxidable, el seu ús en aplicacions aeroespacials ha augmentat més que mai.
L'acer inoxidable fa referència a una família d'aliatges a base de ferro que contenen almenys un 11% de crom, un compost que evita la corrosió del ferro i proporciona resistència a la calor.Els diferents tipus d'acer inoxidable inclouen elements nitrogen, alumini, silici, sofre, titani, níquel, coure, seleni, niobi i molibdè.Hi ha molts tipus d'acer inoxidable, hi ha més de 150 graus d'acer inoxidable i l'acer inoxidable d'ús comú només representa aproximadament una desena part del nombre total d'acer inoxidable.L'acer inoxidable es pot convertir en xapa, placa, barra, filferro i tub, el que el fa adequat per a una varietat d'aplicacions.
Hi ha cinc grups principals d'acers inoxidables classificats principalment per la seva estructura cristal·lina.Aquests acers inoxidables són:
1. Acer inoxidable austenític
2. Acer inoxidable ferrític
3. Acer inoxidable martensític
4. Dúplex d'acer inoxidable
5. Acer inoxidable endurit per precipitació
Com s'ha esmentat anteriorment, l'acer inoxidable és un aliatge compost per una combinació d'acer i crom.La resistència de l'acer inoxidable està directament relacionada amb el contingut de crom de l'aliatge.Com més gran sigui el contingut de crom, més gran serà la resistència de l'acer.L'alta resistència de l'acer inoxidable a la corrosió i a les altes temperatures el fa adequat per a una sèrie de components aeroespacials, inclosos actuadors, elements de subjecció i components del tren d'aterratge.
Beneficis d'utilitzar acer inoxidable per a peces aeroespacials:
Tot i que és més fort que l'alumini, l'acer inoxidable és generalment molt més pesat.Però en comparació amb l'alumini, les peces d'acer inoxidable tenen dos avantatges importants:
1. L'acer inoxidable té una alta resistència a la corrosió.
2. L'acer inoxidable és més fort i més resistent al desgast.
El mòdul de cisalla i el punt de fusió de l'acer inoxidable també són més difícils de processar que els aliatges d'alumini.
Aquestes propietats són crítiques per a moltes peces aeroespacials, i les peces d'acer inoxidable ocupen una posició indispensable en aplicacions aeroespacials.Els avantatges de l'acer inoxidable també inclouen una excel·lent resistència a la calor i al foc, un aspecte brillant i bonic.Aspecte i excel·lent qualitat higiènica.L'acer inoxidable també és fàcil de fabricar.Quan s'han de soldar, mecanitzar o tallar components d'avions segons especificacions precises, l'excel·lent rendiment dels materials d'acer inoxidable és particularment destacat.Alguns aliatges d'acer inoxidable tenen una resistència a l'impacte extremadament alta, que també afecta la seguretat de les aeronaus grans.i la durabilitat són factors importants.
Amb el temps, la indústria aeroespacial s'ha diversificat i és més probable que els vehicles aeroespacials moderns es construeixin amb carrosseries o fustes d'acer inoxidable.Tot i ser més cars, també són molt més resistents que l'alumini, i amb diferents graus d'acer inoxidable segons l'escenari, l'ús d'acer inoxidable encara pot proporcionar una excel·lent relació resistència-pes.
Hora de publicació: Mar-02-2023