Podczas obróbki części do zastosowań lotniczych należy wziąć pod uwagę wiele czynników, takich jak kształt części, waga i trwałość.Czynniki te będą miały wpływ na bezpieczeństwo lotu i ekonomikę statku powietrznego.Głównym materiałem stosowanym w przemyśle lotniczym zawsze było aluminium, będące głównym złotem.Jednak w nowoczesnych odrzutowcach stanowi on zaledwie 20 procent całej konstrukcji.
Ze względu na rosnące zapotrzebowanie na lekkie samoloty, we współczesnym przemyśle lotniczym wzrasta zastosowanie materiałów kompozytowych, takich jak polimery wzmocnione węglem i materiały o strukturze plastra miodu.Firmy produkcyjne z branży lotniczej zaczynają poszukiwać alternatywy dla stopów aluminium — stali nierdzewnej klasy lotniczej.Udział tej stali nierdzewnej w nowych komponentach samolotów rośnie.Przeanalizujmy zastosowania i różnice pomiędzy stopami aluminium i stalami nierdzewnymi w nowoczesnych samolotach.
Zastosowanie części ze stopów aluminium w przemyśle lotniczym
Aluminium jest stosunkowo bardzo lekkim materiałem metalicznym, ważącym około 2,7 g/cm3 (gramów na centymetr sześcienny).Chociaż aluminium jest lżejsze i tańsze niż stal nierdzewna, aluminium nie jest tak mocne i odporne na korozję jak stal nierdzewna, ani tak mocne i odporne na korozję jak stal nierdzewna.Stal nierdzewna przewyższa aluminium pod względem wytrzymałości.
Chociaż zastosowanie stopów aluminium w wielu aspektach produkcji lotniczej spadło, stopy aluminium nadal zajmują ważne miejsce w produkcji nowoczesnych samolotów, a w wielu specyficznych zastosowaniach aluminium jest nadal mocnym i lekkim materiałem.Ze względu na dużą plastyczność i łatwość obróbki aluminium jest znacznie tańsze niż wiele materiałów kompozytowych czy tytan.Może również dodatkowo poprawić swoje właściwości metaliczne poprzez dodanie stopu z innymi metalami, takimi jak miedź, magnez, mangan i cynk, lub poprzez obróbkę na zimno lub ciepło.
Stopy aluminium szeroko stosowane w produkcji części lotniczych obejmują:
1. Stop aluminium 7075 (aluminium/cynk)
2. Stop aluminium 7475-02 (aluminium/cynk/magnez/krzem/chrom)
3. Stop aluminium 6061 (aluminium/magnez/krzem)
7075, połączenie aluminium i cynku, jest jednym z najczęściej stosowanych stopów w zastosowaniach lotniczych i kosmicznych, oferującym doskonałe właściwości mechaniczne, ciągliwość, wytrzymałość i odporność na zmęczenie.
7475-02 to połączenie aluminium, cynku, krzemu i chromu, natomiast 6061 zawiera aluminium, magnez i krzem.To, który stop jest wymagany, zależy całkowicie od zamierzonego zastosowania końcówki.Chociaż wiele części samolotu ze stopu aluminium ma charakter dekoracyjny, pod względem lekkości i sztywności najlepszym wyborem jest stop aluminium.
Powszechnie stosowanym stopem aluminium stosowanym w przemyśle lotniczym jest skand aluminium.Dodanie skandu do aluminium zwiększa wytrzymałość metalu i odporność na ciepło.Stosowanie skandu glinu poprawia również oszczędność paliwa.Ponieważ jest to alternatywa dla gęstszych materiałów, takich jak stal i tytan, zastąpienie tych materiałów lżejszym skandem aluminiowym może zmniejszyć wagę, poprawiając w ten sposób oszczędność paliwa i wytrzymałość sztywności płatowca.
Zastosowanie części ze stali nierdzewnej w przemyśle lotniczym
W przemyśle lotniczym zastosowanie stali nierdzewnej jest zaskakujące w porównaniu z aluminium.Ze względu na większą masę stali nierdzewnej jej zastosowanie w zastosowaniach lotniczych wzrosło bardziej niż kiedykolwiek.
Stal nierdzewna odnosi się do rodziny stopów na bazie żelaza zawierających co najmniej 11% chromu, związku, który zapobiega korozji żelaza i zapewnia odporność na ciepło.Różne rodzaje stali nierdzewnej obejmują pierwiastki azot, aluminium, krzem, siarkę, tytan, nikiel, miedź, selen, niob i molibden.Istnieje wiele rodzajów stali nierdzewnej, istnieje ponad 150 gatunków stali nierdzewnej, a powszechnie stosowana stal nierdzewna stanowi tylko około jednej dziesiątej całkowitej liczby stali nierdzewnej.Ze stali nierdzewnej można wytwarzać arkusze, płyty, pręty, druty i rury, dzięki czemu nadaje się do różnych zastosowań.
Istnieje pięć głównych grup stali nierdzewnych, sklasyfikowanych głównie na podstawie ich struktury krystalicznej.Te stale nierdzewne to:
1. Austenityczna stal nierdzewna
2. Ferrytyczna stal nierdzewna
3. Martenzytyczna stal nierdzewna
4. Stal nierdzewna typu duplex
5. Stal nierdzewna utwardzana wydzieleniowo
Jak wspomniano powyżej, stal nierdzewna jest stopem składającym się z połączenia stali i chromu.Wytrzymałość stali nierdzewnej jest bezpośrednio związana z zawartością chromu w stopie.Im wyższa zawartość chromu, tym wyższa wytrzymałość stali.Wysoka odporność stali nierdzewnej na korozję i wysokie temperatury sprawia, że nadaje się ona do szeregu komponentów lotniczych, w tym siłowników, elementów złącznych i elementów podwozia.
Korzyści ze stosowania stali nierdzewnej w częściach lotniczych:
Chociaż stal nierdzewna jest mocniejsza od aluminium, jest na ogół znacznie cięższa.Jednak w porównaniu z aluminium części ze stali nierdzewnej mają dwie ważne zalety:
1. Stal nierdzewna ma wysoką odporność na korozję.
2. Stal nierdzewna jest mocniejsza i bardziej odporna na zużycie.
Moduł ścinania i temperatura topnienia stali nierdzewnej są również trudniejsze w obróbce niż stopy aluminium.
Właściwości te mają kluczowe znaczenie dla wielu części lotniczych, a części ze stali nierdzewnej zajmują niezastąpioną pozycję w zastosowaniach lotniczych.Do zalet stali nierdzewnej należy również doskonała odporność na ciepło i ogień, jasny, piękny wygląd.Wygląd i doskonała jakość higieniczna.Stal nierdzewna jest również łatwa w produkcji.Kiedy elementy samolotu muszą być spawane, obrabiane lub cięte zgodnie z precyzyjnymi specyfikacjami, szczególnie widoczna jest doskonała wydajność materiałów ze stali nierdzewnej.Niektóre stopy stali nierdzewnej charakteryzują się wyjątkowo wysoką odpornością na uderzenia, co wpływa również na bezpieczeństwo dużych samolotów.i trwałość to ważne czynniki.
Z biegiem czasu przemysł lotniczy stał się bardziej zróżnicowany, a nowoczesne pojazdy lotnicze są coraz częściej budowane z korpusami lub płatowcami ze stali nierdzewnej.Pomimo tego, że są droższe, są również znacznie mocniejsze niż aluminium, a dzięki różnym gatunkom stali nierdzewnej w zależności od sceny zastosowanie stali nierdzewnej może nadal zapewniać doskonały stosunek wytrzymałości do masy.
Czas publikacji: 02 marca 2023 r