При обработке деталей для аэрокосмической отрасли следует учитывать множество факторов, таких как форма детали, вес и долговечность.Эти факторы повлияют на безопасность полетов и экономичность самолета.Материалом, выбранным для аэрокосмического производства, всегда был алюминий в качестве основного золота.Однако в современных самолетах он составляет лишь 20 процентов от общей конструкции.
В связи с растущим спросом на легкие самолеты в современной аэрокосмической промышленности растет использование композиционных материалов, таких как углеродно-армированные полимеры и сотовые материалы.Компании-производители аэрокосмической продукции начинают исследовать альтернативу алюминиевым сплавам — авиационную нержавеющую сталь.Доля этой нержавеющей стали в новых компонентах самолетов растет.Давайте проанализируем использование и различия алюминиевых сплавов и нержавеющих сталей в современных самолетах.
Применение деталей из алюминиевых сплавов в аэрокосмической сфере.
Алюминий — относительно очень легкий металлический материал, его масса составляет около 2,7 г/см3 (грамм на кубический сантиметр).Хотя алюминий легче и дешевле нержавеющей стали, он не такой прочный и устойчивый к коррозии, как нержавеющая сталь, и не такой прочный и устойчивый к коррозии, как нержавеющая сталь.Нержавеющая сталь превосходит алюминий по прочности.
Хотя использование алюминиевых сплавов во многих аспектах аэрокосмического производства сократилось, алюминиевые сплавы по-прежнему занимают важное место в современном авиастроении, и для многих конкретных применений алюминий по-прежнему остается прочным и легким материалом.Благодаря своей высокой пластичности и простоте обработки алюминий намного дешевле, чем многие композитные материалы или титан.Его металлические свойства также можно улучшить путем легирования его другими металлами, такими как медь, магний, марганец и цинк, или путем холодной или термической обработки.
К алюминиевым сплавам, широко используемым в производстве деталей аэрокосмической промышленности, относятся:
1. Алюминиевый сплав 7075 (алюминий/цинк)
2. Алюминиевый сплав 7475-02 (алюминий/цинк/магний/кремний/хром)
3. Алюминиевый сплав 6061 (алюминий/магний/кремний)
7075, комбинация алюминия и цинка, является одним из наиболее часто используемых сплавов в аэрокосмической отрасли, обладающим превосходными механическими свойствами, пластичностью, прочностью и усталостной стойкостью.
7475-02 представляет собой комбинацию алюминия, цинка, кремния и хрома, а 6061 содержит алюминий, магний и кремний.Какой сплав потребуется, полностью зависит от предполагаемого применения терминала.Хотя многие детали самолета из алюминиевого сплава являются декоративными, с точки зрения легкости и жесткости алюминиевый сплав является лучшим выбором.
Распространенным алюминиевым сплавом, используемым в аэрокосмической промышленности, является алюминий-скандий.Добавление скандия к алюминию повышает прочность и жаростойкость металла.Использование алюминия-скандия также повышает топливную экономичность.Поскольку это альтернатива более плотным материалам, таким как сталь и титан, замена этих материалов более легким алюминием-скандием может снизить вес, тем самым улучшая топливную экономичность и прочность жесткости планера.
Применение деталей из нержавеющей стали в аэрокосмической отрасли
В аэрокосмической промышленности использование нержавеющей стали является удивительным по сравнению с алюминием.Из-за более тяжелого веса нержавеющей стали ее использование в аэрокосмической отрасли возросло как никогда.
Нержавеющая сталь относится к семейству сплавов на основе железа, содержащих не менее 11% хрома — соединения, которое предотвращает коррозию железа и обеспечивает термостойкость.Различные типы нержавеющей стали включают элементы азот, алюминий, кремний, серу, титан, никель, медь, селен, ниобий и молибден.Существует много видов нержавеющей стали, существует более 150 марок нержавеющей стали, а обычно используемая нержавеющая сталь составляет лишь около одной десятой от общего количества нержавеющей стали.Из нержавеющей стали можно изготавливать листы, пластины, прутки, проволоку и трубы, что делает ее подходящей для различных применений.
Существует пять основных групп нержавеющих сталей, классифицируемых в первую очередь по их кристаллической структуре.Эти нержавеющие стали:
1. Аустенитная нержавеющая сталь.
2. Ферритная нержавеющая сталь.
3. Мартенситная нержавеющая сталь.
4. Дуплексная нержавеющая сталь.
5. Дисперсионно-закаленная нержавеющая сталь.
Как упоминалось выше, нержавеющая сталь представляет собой сплав, состоящий из комбинации стали и хрома.Прочность нержавеющей стали напрямую связана с содержанием хрома в сплаве.Чем выше содержание хрома, тем выше прочность стали.Высокая устойчивость нержавеющей стали к коррозии и высоким температурам делает ее подходящей для ряда компонентов аэрокосмической отрасли, включая приводы, крепежные детали и компоненты шасси.
Преимущества использования нержавеющей стали для деталей аэрокосмической отрасли:
Хотя нержавеющая сталь прочнее алюминия, она, как правило, намного тяжелее.Но по сравнению с алюминием детали из нержавеющей стали имеют два важных преимущества:
1. Нержавеющая сталь обладает высокой коррозионной стойкостью.
2. Нержавеющая сталь более прочная и износостойкая.
Модуль сдвига и температура плавления нержавеющей стали также сложнее обрабатывать, чем алюминиевые сплавы.
Эти свойства имеют решающее значение для многих деталей аэрокосмической промышленности, а детали из нержавеющей стали занимают незаменимое место в аэрокосмической отрасли.К преимуществам нержавеющей стали также можно отнести отличную жаро- и огнестойкость, яркий, красивый внешний вид.Внешний вид и отличные гигиенические качества.Нержавеющая сталь также проста в изготовлении.Когда компоненты самолета необходимо сваривать, обрабатывать или резать по точным спецификациям, превосходные характеристики материалов из нержавеющей стали особенно очевидны.Некоторые сплавы нержавеющей стали обладают чрезвычайно высокой ударопрочностью, что также влияет на безопасность больших самолетов.и долговечность являются важными факторами.
Со временем аэрокосмическая отрасль стала более разнообразной, и современные аэрокосмические аппараты, скорее всего, будут изготавливаться с корпусами или планерами из нержавеющей стали.Несмотря на то, что они дороже, они также намного прочнее алюминия, а использование различных марок нержавеющей стали в зависимости от сцены может обеспечить отличное соотношение прочности и веса.
Время публикации: 02 марта 2023 г.