Det er mange faktorer å vurdere ved maskinering av deler for romfartsapplikasjoner, for eksempel delform, vekt og holdbarhet.Disse faktorene vil påvirke flysikkerheten og økonomien til flyet.Det valgte materialet for produksjon av romfart har alltid vært aluminium som det viktigste gullet.I moderne jetfly utgjør den imidlertid bare 20 prosent av den totale strukturen.
På grunn av den økende etterspørselen etter lette fly øker bruken av komposittmaterialer som karbonforsterkede polymerer og bikakematerialer i den moderne romfartsindustrien.Flyproduksjonsselskaper begynner å forske på et alternativ til aluminiumslegeringer - rustfritt stål av luftfartskvalitet.Andelen av dette rustfrie stålet i nye flykomponenter er økende.La oss analysere bruken og forskjellene mellom aluminiumslegeringer og rustfritt stål i moderne fly.
Anvendelse av deler av aluminiumslegering i romfart
Aluminium er et relativt lett metallmateriale, som veier ca. 2,7 g/cm3 (gram per kubikkcentimeter).Selv om aluminium er lettere og rimeligere enn rustfritt stål, er aluminium ikke så sterkt og korrosjonsbestandig som rustfritt stål, og er ikke så sterkt og korrosjonsbestandig som rustfritt stål.Rustfritt stål er overlegent aluminium når det gjelder styrke.
Selv om bruken av aluminiumslegeringer har gått ned i mange aspekter av romfartsproduksjon, inntar aluminiumslegeringer fortsatt en viktig plass i moderne flyproduksjon, og for mange spesifikke bruksområder er aluminium fortsatt et sterkt, lett materiale.På grunn av sin høye duktilitet og enkle maskinering, er aluminium mye rimeligere enn mange komposittmaterialer eller titan.Den kan også forbedre sine metalliske egenskaper ytterligere ved å legere den med andre metaller som kobber, magnesium, mangan og sink eller ved kald- eller varmebehandling.
Aluminiumslegeringer mye brukt i produksjon av romfartsdeler inkluderer:
1. Aluminiumslegering 7075 (aluminium/sink)
2. Aluminiumslegering 7475-02 (aluminium/sink/magnesium/silisium/krom)
3. Aluminiumslegering 6061 (aluminium/magnesium/silisium)
7075, en kombinasjon av aluminium og sink, er en av de mest brukte legeringene i romfartsapplikasjoner, og tilbyr utmerkede mekaniske egenskaper, duktilitet, styrke og utmattelsesmotstand.
7475-02 er en kombinasjon av aluminium, sink, silisium og krom, mens 6061 inneholder aluminium, magnesium og silisium.Hvilken legering som kreves avhenger helt av den tiltenkte bruken av terminalen.Selv om mange aluminiumslegeringsdeler på flyet er dekorative, med tanke på lav vekt og stivhet, er aluminiumslegering det beste valget.
En vanlig aluminiumslegering som brukes i romfartsindustrien er aluminiumskandium.Tilsetning av skandium til aluminium øker metallets styrke og varmebestandighet.Bruk av aluminium scandium forbedrer også drivstoffeffektiviteten.Siden det er et alternativ til tettere materialer som stål og titan, kan det å erstatte disse materialene med lettere aluminiumsskandium spare vekt, og dermed forbedre drivstoffeffektiviteten og styrken til flyrammens stivhet.
Bruk av rustfrie ståldeler i romfart
I romfartsindustrien er bruken av rustfritt stål overraskende sammenlignet med aluminium.På grunn av den tyngre vekten til rustfritt stål, har bruken i romfartsapplikasjoner økt mer enn noen gang.
Rustfritt stål refererer til en familie av jernbaserte legeringer som inneholder minst 11 % krom, en forbindelse som forhindrer jern i å korrodere og gir varmebestandighet.Ulike typer rustfritt stål inkluderer elementer nitrogen, aluminium, silisium, svovel, titan, nikkel, kobber, selen, niob og molybden.Det finnes mange typer rustfritt stål, det er mer enn 150 rustfrie stålkvaliteter, og det ofte brukte rustfritt stål utgjør bare omtrent en tidel av det totale antallet rustfritt stål.Rustfritt stål kan lages til plate, plate, stang, wire og rør, noe som gjør det egnet for en rekke bruksområder.
Det er fem hovedgrupper av rustfritt stål klassifisert primært etter deres krystallstruktur.Disse rustfrie stålene er:
1. Austenittisk rustfritt stål
2. Ferritisk rustfritt stål
3. Martensittisk rustfritt stål
4. Dupleks rustfritt stål
5. Nedbørsherdet rustfritt stål
Som nevnt ovenfor er rustfritt stål en legering som består av en kombinasjon av stål og krom.Styrken til rustfritt stål er direkte relatert til krominnholdet i legeringen.Jo høyere krominnhold, jo høyere styrke har stålet.Rustfritt ståls høye motstand mot korrosjon og høye temperaturer gjør det egnet for en rekke romfartskomponenter, inkludert aktuatorer, festemidler og landingsutstyrskomponenter.
Fordeler med å bruke rustfritt stål for romfartsdeler:
Selv om det er sterkere enn aluminium, er rustfritt stål generelt mye tyngre.Men sammenlignet med aluminium har deler av rustfritt stål to viktige fordeler:
1. Rustfritt stål har høy korrosjonsbestandighet.
2. Rustfritt stål er sterkere og mer slitesterkt.
Skjærmodulen og smeltepunktet til rustfritt stål er også vanskeligere å behandle enn aluminiumslegeringer.
Disse egenskapene er kritiske for mange romfartsdeler, og deler av rustfritt stål inntar en uunnværlig posisjon i romfartsapplikasjoner.Fordelene med rustfritt stål inkluderer også utmerket varme- og brannmotstand, lyst, vakkert utseende.Utseende og utmerket hygienisk kvalitet.Rustfritt stål er også enkelt å produsere.Når flykomponenter må sveises, maskineres eller kuttes til nøyaktige spesifikasjoner, er den utmerkede ytelsen til materialer i rustfritt stål spesielt fremtredende.Visse rustfrie stållegeringer har ekstremt høy slagfasthet, noe som også påvirker sikkerheten til store fly.og holdbarhet er viktige faktorer.
Over tid har luftfartsindustrien blitt mer mangfoldig, og det er mer sannsynlig at moderne romfartskjøretøyer blir bygget med karosserier eller flyskrog i rustfritt stål.Til tross for at de er dyrere, er de også mye sterkere enn aluminium, og med forskjellige kvaliteter av rustfritt stål avhengig av scene, kan bruk av rustfritt stål fortsatt gi et utmerket styrke-til-vekt-forhold.
Innleggstid: Mar-02-2023