항공우주 분야의 부품을 가공할 때는 부품 모양, 무게, 내구성 등 고려해야 할 요소가 많습니다.이러한 요소는 비행 안전과 항공기 경제성에 영향을 미칩니다.항공우주 제조를 위해 선택되는 재료는 항상 주요 금인 알루미늄이었습니다.그러나 현대 제트기에서는 전체 구조의 20%만을 차지합니다.
경량항공기에 대한 수요 증가로 인해 현대 항공우주산업에서는 탄소강화폴리머, 허니컴 소재 등 복합재료의 사용이 증가하고 있습니다.항공우주 제조 회사들은 알루미늄 합금의 대안인 항공 등급 스테인리스강을 연구하기 시작했습니다.새로운 항공기 부품에서 이 스테인리스강의 비율이 증가하고 있습니다.현대 항공기에서 알루미늄 합금과 스테인리스강의 용도와 차이점을 분석해 보겠습니다.
항공우주 분야에 알루미늄 합금 부품 적용
알루미늄은 무게가 약 2.7g/cm3(입방센티미터당 그램)인 비교적 매우 가벼운 금속 소재입니다.알루미늄은 스테인레스강보다 가볍고 가격이 저렴하지만, 알루미늄은 스테인레스강만큼 강하고 내부식성이 없으며, 스테인레스강만큼 강하고 내부식성이 없습니다.스테인레스 스틸은 강도 측면에서 알루미늄보다 우수합니다.
항공우주 생산의 여러 측면에서 알루미늄 합금의 사용이 줄어들었지만 알루미늄 합금은 현대 항공기 제조에서 여전히 중요한 위치를 차지하고 있으며 많은 특정 응용 분야에서 알루미늄은 여전히 강하고 가벼운 소재입니다.높은 연성과 가공 용이성으로 인해 알루미늄은 많은 복합 재료나 티타늄보다 훨씬 저렴합니다.또한 구리, 마그네슘, 망간, 아연과 같은 다른 금속과 합금하거나 냉간 또는 열처리를 통해 금속 특성을 더욱 향상시킬 수 있습니다.
항공우주 부품 제조에 널리 사용되는 알루미늄 합금은 다음과 같습니다.
1. 알루미늄 합금 7075(알루미늄/아연)
2. 알루미늄 합금 7475-02(알루미늄/아연/마그네슘/실리콘/크롬)
3. 알루미늄 합금 6061(알루미늄/마그네슘/실리콘)
알루미늄과 아연의 조합인 7075는 항공우주 분야에서 가장 일반적으로 사용되는 합금 중 하나로 탁월한 기계적 특성, 연성, 강도 및 피로 저항성을 제공합니다.
7475-02는 알루미늄, 아연, 실리콘, 크롬을 조합한 것이고, 6061은 알루미늄, 마그네슘, 실리콘을 함유한 것입니다.어떤 합금이 필요한지는 전적으로 터미널의 용도에 따라 다릅니다.항공기의 많은 알루미늄 합금 부품은 장식용이지만 경량 및 강성 측면에서 알루미늄 합금이 최선의 선택입니다.
항공우주 산업에서 사용되는 일반적인 알루미늄 합금은 알루미늄 스칸듐입니다.알루미늄에 스칸듐을 첨가하면 금속의 강도와 내열성이 향상됩니다.알루미늄 스칸듐을 사용하면 연비도 향상됩니다.강철, 티타늄 등 밀도가 높은 소재를 대체하는 소재이기 때문에 이러한 소재를 더 가벼운 알루미늄 스칸듐으로 대체하면 무게를 줄일 수 있어 연비와 기체 강성의 강도가 향상됩니다.
항공우주 분야의 스테인레스 스틸 부품 적용
항공우주 산업에서 스테인리스강을 사용하는 것은 알루미늄과 비교할 때 놀라운 일입니다.스테인리스강은 무게가 더 무거워서 항공우주 분야에서의 사용이 그 어느 때보다 증가했습니다.
스테인레스강은 철의 부식을 방지하고 내열성을 제공하는 화합물인 크롬을 11% 이상 함유한 철 기반 합금 계열을 말합니다.다양한 유형의 스테인레스 스틸에는 질소, 알루미늄, 규소, 황, 티타늄, 니켈, 구리, 셀레늄, 니오븀 및 몰리브덴 원소가 포함됩니다.스테인레스강에는 많은 종류가 있으며, 스테인레스강 등급은 150개 이상이며, 일반적으로 사용되는 스테인레스강은 전체 스테인레스강의 약 10분의 1에 불과합니다.스테인레스 스틸은 시트, 플레이트, 바, 와이어 및 튜브로 만들 수 있어 다양한 용도에 적합합니다.
주로 결정 구조에 따라 분류되는 스테인리스강에는 다섯 가지 주요 그룹이 있습니다.이러한 스테인레스강은 다음과 같습니다.
1. 오스테나이트계 스테인리스강
2. 페라이트계 스테인리스강
3. 마르텐사이트계 스테인리스강
4. 이중 스테인레스 스틸
5. 석출 경화 스테인레스 스틸
위에서 언급한 바와 같이 스테인레스강은 강철과 크롬이 혼합된 합금입니다.스테인레스 강의 강도는 합금의 크롬 함량과 직접적인 관련이 있습니다.크롬 함량이 높을수록 강철의 강도가 높아집니다.스테인리스강은 부식과 고온에 대한 저항성이 높아 액추에이터, 패스너, 랜딩 기어 부품을 비롯한 다양한 항공우주 부품에 적합합니다.
항공우주 부품에 스테인리스강을 사용하면 다음과 같은 이점이 있습니다.
스테인레스 스틸은 알루미늄보다 강하지만 일반적으로 훨씬 무겁습니다.그러나 알루미늄과 비교할 때 스테인리스강 부품에는 두 가지 중요한 장점이 있습니다.
1. 스테인레스 스틸은 내식성이 우수합니다.
2. 스테인레스 스틸은 더 강하고 내마모성이 뛰어납니다.
스테인리스 강의 전단 계수와 융점도 알루미늄 합금보다 가공하기가 더 어렵습니다.
이러한 특성은 많은 항공우주 부품에 매우 중요하며, 스테인리스강 부품은 항공우주 응용 분야에서 없어서는 안 될 위치를 차지합니다.스테인레스 스틸의 장점으로는 우수한 내열성 및 내화성, 밝고 아름다운 외관도 있습니다.외관이 우수하고 위생적 품질이 우수합니다.스테인레스 스틸은 제조도 쉽습니다.항공기 부품을 정확한 사양에 맞게 용접, 가공 또는 절단해야 하는 경우 스테인리스강 소재의 탁월한 성능이 특히 두드러집니다.특정 스테인리스강 합금은 내충격성이 매우 높아 대형 항공기의 안전에도 영향을 미칩니다.그리고 내구성이 중요한 요소입니다.
시간이 지남에 따라 항공우주 산업은 더욱 다양해졌으며 현대 항공우주 차량은 스테인레스 스틸 본체 또는 기체로 제작될 가능성이 높습니다.가격은 더 비싸지만 알루미늄보다 훨씬 강하며, 현장에 따라 스테인레스 스틸 등급이 다르기 때문에 스테인레스 스틸을 사용하면 여전히 우수한 중량 대비 강도 비율을 제공할 수 있습니다.
게시 시간: 2023년 3월 2일