Ir jāņem vērā daudzi faktori, kas jāņem vērā, apstrādājot detaļas kosmosa lietojumiem, piemēram, detaļas forma, svars un izturība.Šie faktori ietekmēs lidmašīnas lidojumu drošību un ekonomiju.Aviācijas un kosmosa ražošanā izvēlētais materiāls vienmēr ir bijis alumīnijs kā galvenais zelts.Tomēr mūsdienu lidmašīnās tas veido tikai 20 procentus no kopējās struktūras.
Sakarā ar pieaugošo pieprasījumu pēc vieglajām lidmašīnām, mūsdienu aviācijas un kosmosa rūpniecībā arvien vairāk tiek izmantoti kompozītmateriāli, piemēram, ar oglekli pastiprināti polimēri un šūnveida materiāli.Aviācijas un kosmosa ražošanas uzņēmumi sāk pētīt alternatīvu alumīnija sakausējumiem — aviācijas kvalitātes nerūsējošajam tēraudam.Šī nerūsējošā tērauda īpatsvars jauno gaisa kuģu sastāvdaļās pieaug.Analizēsim alumīnija sakausējumu un nerūsējošā tērauda lietojumus un atšķirības mūsdienu lidmašīnās.
Alumīnija sakausējuma detaļu pielietošana kosmosa jomā
Alumīnijs ir salīdzinoši ļoti viegls metāla materiāls, kas sver aptuveni 2,7 g/cm3 (grami uz kubikcentimetru).Lai gan alumīnijs ir vieglāks un lētāks nekā nerūsējošais tērauds, alumīnijs nav tik izturīgs un izturīgs pret koroziju kā nerūsējošais tērauds un nav tik stiprs un izturīgs pret koroziju kā nerūsējošais tērauds.Nerūsējošais tērauds stiprības ziņā ir pārāks par alumīniju.
Lai gan alumīnija sakausējumu izmantošana daudzos aviācijas un kosmosa ražošanas aspektos ir samazinājusies, alumīnija sakausējumi joprojām ieņem nozīmīgu vietu mūsdienu lidmašīnu ražošanā, un daudziem specifiskiem lietojumiem alumīnijs joprojām ir spēcīgs un viegls materiāls.Tā kā alumīnijs ir ļoti elastīgs un viegli apstrādājams, tas ir daudz lētāks nekā daudzi kompozītmateriāli vai titāns.Tas var arī vēl vairāk uzlabot tā metāliskās īpašības, sakausējot to ar citiem metāliem, piemēram, varu, magniju, mangānu un cinku, vai ar aukstu vai termisku apstrādi.
Alumīnija sakausējumi, ko plaši izmanto kosmosa detaļu ražošanā, ietver:
1. Alumīnija sakausējums 7075 (alumīnijs/cinks)
2. Alumīnija sakausējums 7475-02 (alumīnijs/cinks/magnijs/silīcijs/hroms)
3. Alumīnija sakausējums 6061 (alumīnijs/magnijs/silīcijs)
7075, alumīnija un cinka kombinācija, ir viens no visbiežāk izmantotajiem sakausējumiem kosmosa lietojumos, piedāvājot izcilas mehāniskās īpašības, elastību, izturību un noguruma izturību.
7475-02 ir alumīnija, cinka, silīcija un hroma kombinācija, savukārt 6061 satur alumīniju, magniju un silīciju.Kurš sakausējums ir nepieciešams, ir pilnībā atkarīgs no paredzētā termināļa pielietojuma.Lai gan daudzas lidmašīnas alumīnija sakausējuma daļas ir dekoratīvas, vieglā svara un stingrības ziņā alumīnija sakausējums ir labākā izvēle.
Izplatīts alumīnija sakausējums, ko izmanto kosmosa rūpniecībā, ir alumīnija skandijs.Skandija pievienošana alumīnijam palielina metāla izturību un karstumizturību.Alumīnija skandija izmantošana arī uzlabo degvielas efektivitāti.Tā kā tā ir alternatīva blīvākiem materiāliem, piemēram, tēraudam un titānam, šo materiālu aizstāšana ar vieglāku alumīnija skandiju var ietaupīt svaru, tādējādi uzlabojot degvielas patēriņa efektivitāti un lidmašīnas korpusa stingrību.
Nerūsējošā tērauda detaļu pielietošana kosmosā
Aviācijas un kosmosa nozarē nerūsējošā tērauda izmantošana ir pārsteidzoša, ja salīdzina ar alumīniju.Nerūsējošā tērauda smagākā svara dēļ tā izmantošana kosmosa lietojumos ir palielinājusies vairāk nekā jebkad agrāk.
Nerūsējošais tērauds attiecas uz dzelzs sakausējumu saimi, kas satur vismaz 11% hroma, savienojuma, kas novērš dzelzs koroziju un nodrošina karstumizturību.Dažādi nerūsējošā tērauda veidi ietver slāpekļa, alumīnija, silīcija, sēra, titāna, niķeļa, vara, selēna, niobija un molibdēna elementus.Ir daudz veidu nerūsējošā tērauda, ir vairāk nekā 150 nerūsējošā tērauda marku, un parasti izmantotais nerūsējošais tērauds veido tikai aptuveni vienu desmito daļu no kopējā nerūsējošā tērauda skaita.No nerūsējošā tērauda var izgatavot loksnes, plāksnes, stieņus, stieples un caurules, padarot to piemērotu dažādiem lietojumiem.
Ir piecas galvenās nerūsējošā tērauda grupas, kas klasificētas galvenokārt pēc kristāla struktūras.Šie nerūsējošie tēraudi ir:
1. Austenīta nerūsējošais tērauds
2. Ferīta nerūsējošais tērauds
3. Martensīta nerūsējošais tērauds
4. Dupleksais nerūsējošais tērauds
5. Ar nokrišņiem rūdīts nerūsējošais tērauds
Kā minēts iepriekš, nerūsējošais tērauds ir sakausējums, kas sastāv no tērauda un hroma kombinācijas.Nerūsējošā tērauda stiprība ir tieši saistīta ar hroma saturu sakausējumā.Jo augstāks ir hroma saturs, jo lielāka ir tērauda stiprība.Nerūsējošā tērauda augstā izturība pret koroziju un augstām temperatūrām padara to piemērotu dažādiem kosmosa komponentiem, tostarp izpildmehānismiem, stiprinājumiem un šasijas komponentiem.
Nerūsējošā tērauda izmantošanas priekšrocības kosmosa detaļām:
Lai gan nerūsējošais tērauds ir stiprāks par alumīniju, tas parasti ir daudz smagāks.Bet, salīdzinot ar alumīniju, nerūsējošā tērauda daļām ir divas svarīgas priekšrocības:
1. Nerūsējošajam tēraudam ir augsta izturība pret koroziju.
2. Nerūsējošais tērauds ir stiprāks un nodilumizturīgāks.
Nerūsējošā tērauda bīdes moduli un kušanas temperatūru ir arī grūtāk apstrādāt nekā alumīnija sakausējumus.
Šīs īpašības ir būtiskas daudzām kosmosa detaļām, un nerūsējošā tērauda daļas ieņem neaizstājamu vietu kosmosa lietojumos.Nerūsējošā tērauda priekšrocības ietver arī izcilu karstuma un ugunsizturību, spilgtu, skaistu izskatu.Izskats un izcila higiēniskā kvalitāte.Nerūsējošo tēraudu ir arī viegli ražot.Ja gaisa kuģa sastāvdaļas ir jāmetina, jāapstrādā vai jāsagriež pēc precīzām specifikācijām, nerūsējošā tērauda materiālu izcilā veiktspēja ir īpaši pamanāma.Dažiem nerūsējošā tērauda sakausējumiem ir ārkārtīgi augsta triecienizturība, kas ietekmē arī lielu lidmašīnu drošību.un izturība ir svarīgi faktori.
Laika gaitā aviācijas un kosmosa industrija ir kļuvusi daudzveidīgāka, un mūsdienu kosmosa transportlīdzekļi, visticamāk, tiks būvēti ar nerūsējošā tērauda virsbūvēm vai lidmašīnu korpusiem.Neskatoties uz to, ka tie ir dārgāki, tie ir arī daudz izturīgāki par alumīniju, un ar dažādām nerūsējošā tērauda kategorijām atkarībā no ainas, nerūsējošā tērauda izmantošana joprojām var nodrošināt lielisku stiprības un svara attiecību.
Izlikšanas laiks: Mar-02-2023