Terdapat banyak faktor yang perlu dipertimbangkan dalam pemesinan bahagian untuk aplikasi aeroangkasa, seperti bentuk bahagian, berat dan ketahanan.Faktor-faktor ini akan menjejaskan keselamatan penerbangan dan ekonomi pesawat.Bahan pilihan untuk pembuatan aeroangkasa sentiasa aluminium sebagai emas utama.Dalam jet moden, bagaimanapun, ia hanya menyumbang 20 peratus daripada jumlah struktur.
Disebabkan oleh peningkatan permintaan untuk pesawat ringan, penggunaan bahan komposit seperti polimer bertetulang karbon dan bahan sarang lebah semakin meningkat dalam industri aeroangkasa moden.Syarikat pembuatan aeroangkasa mula menyelidik alternatif kepada aloi aluminium—keluli tahan karat gred penerbangan.Perkadaran keluli tahan karat ini dalam komponen pesawat baharu semakin meningkat.Mari analisa kegunaan dan perbezaan antara aloi aluminium dan keluli tahan karat dalam pesawat moden.
Penggunaan bahagian aloi aluminium dalam bidang aeroangkasa
Aluminium ialah bahan logam yang agak sangat ringan, dengan berat kira-kira 2.7 g/cm3 (gram per sentimeter padu).Walaupun aluminium lebih ringan dan lebih murah daripada keluli tahan karat, aluminium tidak sekuat dan tahan kakisan seperti keluli tahan karat, dan tidak sekuat dan tahan kakisan seperti keluli tahan karat.Keluli tahan karat adalah lebih baik daripada aluminium dari segi kekuatan.
Walaupun penggunaan aloi aluminium telah merosot dalam banyak aspek pengeluaran aeroangkasa, aloi aluminium masih menduduki tempat penting dalam pembuatan pesawat moden, dan untuk banyak aplikasi khusus, aluminium masih merupakan bahan yang kuat dan ringan.Oleh kerana kemuluran yang tinggi dan kemudahan pemesinan, aluminium jauh lebih murah daripada banyak bahan komposit atau titanium.Ia juga boleh meningkatkan lagi sifat logamnya dengan mengaloinya dengan logam lain seperti kuprum, magnesium, mangan dan zink atau dengan rawatan sejuk atau haba.
Aloi aluminium yang digunakan secara meluas dalam pembuatan bahagian aeroangkasa termasuk:
1. Aloi aluminium 7075 (aluminium/zink)
2. Aloi aluminium 7475-02 (aluminium/zink/magnesium/silikon/kromium)
3. Aloi aluminium 6061 (aluminium/magnesium/silikon)
7075, gabungan aluminium dan zink, adalah salah satu aloi yang paling biasa digunakan dalam aplikasi aeroangkasa, menawarkan sifat mekanikal yang sangat baik, kemuluran, kekuatan dan rintangan lesu.
7475-02 adalah gabungan aluminium, zink, silikon dan kromium, manakala 6061 mengandungi aluminium, magnesium dan silikon.Aloi mana yang diperlukan bergantung sepenuhnya pada penggunaan terminal yang dimaksudkan.Walaupun banyak bahagian aloi aluminium pada pesawat adalah hiasan, dari segi berat ringan dan ketegaran, aloi aluminium adalah pilihan terbaik.
Aloi aluminium yang biasa digunakan dalam industri aeroangkasa ialah skandium aluminium.Menambah skandium kepada aluminium meningkatkan kekuatan logam dan rintangan haba.Menggunakan skandium aluminium juga meningkatkan kecekapan bahan api.Memandangkan ia adalah alternatif kepada bahan yang lebih padat seperti keluli dan titanium, menggantikan bahan ini dengan skandium aluminium yang lebih ringan boleh menjimatkan berat, sekali gus meningkatkan kecekapan bahan api dan kekuatan ketegaran kerangka udara.
Penggunaan bahagian keluli tahan karat dalam aeroangkasa
Dalam industri aeroangkasa, penggunaan keluli tahan karat adalah mengejutkan jika dibandingkan dengan aluminium.Kerana berat keluli tahan karat yang lebih berat, penggunaannya dalam aplikasi aeroangkasa telah meningkat lebih daripada sebelumnya.
Keluli tahan karat merujuk kepada keluarga aloi berasaskan besi yang mengandungi sekurang-kurangnya 11% kromium, sebatian yang menghalang besi daripada berkarat dan memberikan rintangan haba.Jenis keluli tahan karat yang berbeza termasuk unsur nitrogen, aluminium, silikon, sulfur, titanium, nikel, tembaga, selenium, niobium dan molibdenum.Terdapat banyak jenis keluli tahan karat, terdapat lebih daripada 150 gred keluli tahan karat, dan keluli tahan karat yang biasa digunakan hanya menyumbang kira-kira satu persepuluh daripada jumlah keseluruhan keluli tahan karat.Keluli tahan karat boleh dibuat menjadi kepingan, plat, bar, wayar dan tiub, menjadikannya sesuai untuk pelbagai aplikasi.
Terdapat lima kumpulan utama keluli tahan karat yang dikelaskan terutamanya oleh struktur kristalnya.Keluli tahan karat ini ialah:
1. Keluli tahan karat Austenit
2. Keluli tahan karat ferit
3. Keluli tahan karat martensit
4. Keluli tahan karat dupleks
5. Keluli tahan karat dikeraskan pemendakan
Seperti yang dinyatakan di atas, keluli tahan karat adalah aloi yang terdiri daripada gabungan keluli dan kromium.Kekuatan keluli tahan karat secara langsung berkaitan dengan kandungan kromium dalam aloi.Semakin tinggi kandungan kromium, semakin tinggi kekuatan keluli.Ketahanan tinggi keluli tahan karat terhadap kakisan dan suhu tinggi menjadikannya sesuai untuk pelbagai komponen aeroangkasa, termasuk penggerak, pengikat dan komponen gear pendaratan.
Faedah menggunakan keluli tahan karat untuk bahagian aeroangkasa:
Walaupun lebih kuat daripada aluminium, keluli tahan karat biasanya lebih berat.Tetapi berbanding dengan aluminium, bahagian keluli tahan karat mempunyai dua kelebihan penting:
1. Keluli tahan karat mempunyai rintangan kakisan yang tinggi.
2. Keluli tahan karat lebih kuat dan lebih tahan haus.
Modulus ricih dan takat lebur keluli tahan karat juga lebih sukar untuk diproses daripada aloi aluminium.
Ciri-ciri ini adalah kritikal kepada banyak bahagian aeroangkasa, dan bahagian keluli tahan karat menduduki kedudukan yang sangat diperlukan dalam aplikasi aeroangkasa.Kelebihan keluli tahan karat juga termasuk rintangan haba dan api yang sangat baik, penampilan yang cerah dan cantik.Penampilan dan kualiti kebersihan yang sangat baik.Keluli tahan karat juga mudah untuk dihasilkan.Apabila komponen pesawat perlu dikimpal, dimesin atau dipotong mengikut spesifikasi yang tepat, prestasi cemerlang bahan keluli tahan karat amat menonjol.Aloi keluli tahan karat tertentu mempunyai rintangan hentaman yang sangat tinggi, yang juga menjejaskan keselamatan pesawat besar.dan ketahanan adalah faktor penting.
Dari masa ke masa, industri aeroangkasa telah menjadi lebih pelbagai, dan kenderaan aeroangkasa moden lebih berkemungkinan dibina dengan badan keluli tahan karat atau kerangka udara.Walaupun lebih mahal, ia juga jauh lebih kuat daripada aluminium, dan dengan gred keluli tahan karat yang berbeza bergantung pada tempat kejadian, penggunaan keluli tahan karat masih boleh memberikan nisbah kekuatan-ke-berat yang sangat baik.
Masa siaran: Mac-02-2023