มีหลายปัจจัยที่ต้องพิจารณาในการตัดเฉือนชิ้นส่วนสำหรับการใช้งานด้านการบินและอวกาศ เช่น รูปร่างของชิ้นส่วน น้ำหนัก และความทนทานปัจจัยเหล่านี้จะส่งผลต่อความปลอดภัยในการบินและความประหยัดของเครื่องบินวัสดุที่เลือกใช้สำหรับการผลิตด้านการบินและอวกาศมักมีอะลูมิเนียมเป็นทองคำหลักมาโดยตลอดอย่างไรก็ตาม ในเครื่องบินไอพ่นสมัยใหม่ มีเพียง 20 เปอร์เซ็นต์ของโครงสร้างทั้งหมดเท่านั้น
เนื่องจากความต้องการเครื่องบินเบามีมากขึ้น การใช้วัสดุคอมโพสิต เช่น โพลีเมอร์เสริมคาร์บอนและวัสดุรังผึ้งจึงเพิ่มขึ้นในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศสมัยใหม่บริษัทผู้ผลิตด้านการบินและอวกาศกำลังเริ่มวิจัยทางเลือกอื่นแทนอะลูมิเนียมอัลลอยด์ นั่นคือเหล็กกล้าไร้สนิมเกรดการบินสัดส่วนของเหล็กกล้าไร้สนิมนี้ในส่วนประกอบเครื่องบินใหม่กำลังเพิ่มขึ้นมาวิเคราะห์การใช้งานและความแตกต่างระหว่างโลหะผสมอะลูมิเนียมและเหล็กกล้าไร้สนิมในเครื่องบินสมัยใหม่กัน
การใช้ชิ้นส่วนอลูมิเนียมอัลลอยด์ในสาขาการบินและอวกาศ
อะลูมิเนียมเป็นวัสดุโลหะที่ค่อนข้างเบามาก โดยมีน้ำหนักประมาณ 2.7 กรัม/ลูกบาศก์เซนติเมตร (กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร)แม้ว่าอลูมิเนียมจะเบากว่าและราคาถูกกว่าเหล็กกล้าไร้สนิม แต่อะลูมิเนียมก็ไม่แข็งแรงและทนทานต่อการกัดกร่อนได้เท่ากับเหล็กกล้าไร้สนิม และไม่แข็งแรงและทนต่อการกัดกร่อนได้เท่ากับเหล็กกล้าไร้สนิมสแตนเลสมีความเหนือกว่าอลูมิเนียมในแง่ของความแข็งแรง
แม้ว่าการใช้โลหะผสมอลูมิเนียมจะลดลงในหลายแง่มุมของการผลิตการบินและอวกาศ แต่โลหะผสมอลูมิเนียมยังคงครองตำแหน่งสำคัญในการผลิตเครื่องบินสมัยใหม่ และสำหรับการใช้งานเฉพาะหลายอย่าง อลูมิเนียมยังคงเป็นวัสดุที่แข็งแกร่งและมีน้ำหนักเบาเนื่องจากมีความเหนียวสูงและตัดเฉือนง่าย อลูมิเนียมจึงมีราคาถูกกว่าวัสดุคอมโพสิตหรือไทเทเนียมหลายชนิดมากนอกจากนี้ยังสามารถเพิ่มคุณสมบัติทางโลหะได้อีกโดยการผสมกับโลหะอื่นๆ เช่น ทองแดง แมกนีเซียม แมงกานีส และสังกะสี หรือโดยการบำบัดด้วยความเย็นหรือความร้อน
อลูมิเนียมอัลลอยด์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตชิ้นส่วนการบินและอวกาศ ได้แก่ :
1. อลูมิเนียมอัลลอยด์ 7075 (อลูมิเนียม/สังกะสี)
2. อลูมิเนียมอัลลอยด์ 7475-02 (อลูมิเนียม/สังกะสี/แมกนีเซียม/ซิลิคอน/โครเมียม)
3. อลูมิเนียมอัลลอยด์ 6061 (อลูมิเนียม/แมกนีเซียม/ซิลิคอน)
7075 ซึ่งเป็นส่วนผสมของอลูมิเนียมและสังกะสี เป็นหนึ่งในโลหะผสมที่ใช้กันมากที่สุดในการใช้งานด้านการบินและอวกาศ โดยมีคุณสมบัติทางกลที่ยอดเยี่ยม ความเหนียว ความแข็งแรง และความต้านทานต่อความล้า
7475-02 เป็นส่วนผสมของอะลูมิเนียม สังกะสี ซิลิคอน และโครเมียม ในขณะที่ 6061 ประกอบด้วยอะลูมิเนียม แมกนีเซียม และซิลิคอนโลหะผสมชนิดใดที่จำเป็นต้องใช้นั้นขึ้นอยู่กับการใช้งานที่ต้องการของขั้วต่อแม้ว่าชิ้นส่วนโลหะผสมอลูมิเนียมจำนวนมากบนเครื่องบินจะเป็นการตกแต่ง แต่ในแง่ของน้ำหนักที่เบาและความแข็งแกร่ง อลูมิเนียมอัลลอยด์ก็เป็นตัวเลือกที่ดีที่สุด
อลูมิเนียมอัลลอยด์ทั่วไปที่ใช้ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศคืออลูมิเนียมสแกนเดียมการเติมสแกนเดียมลงในอะลูมิเนียมจะช่วยเพิ่มความแข็งแรงของโลหะและทนความร้อนการใช้อะลูมิเนียมสแกนเดียมยังช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงอีกด้วยเนื่องจากเป็นทางเลือกแทนวัสดุที่มีความหนาแน่นมากขึ้น เช่น เหล็กและไทเทเนียม การแทนที่วัสดุเหล่านี้ด้วยอลูมิเนียมสแกนเดียมที่เบากว่าจึงสามารถลดน้ำหนักได้ จึงช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงและความแข็งแกร่งของความแข็งแกร่งของเฟรมเครื่องบิน
การใช้ชิ้นส่วนสแตนเลสในการบินและอวกาศ
ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ การใช้เหล็กกล้าไร้สนิมเป็นเรื่องที่น่าประหลาดใจเมื่อเทียบกับอะลูมิเนียมเนื่องจากสเตนเลสสตีลมีน้ำหนักมากกว่า การใช้งานในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศจึงเพิ่มขึ้นมากกว่าที่เคย
เหล็กกล้าไร้สนิมหมายถึงกลุ่มโลหะผสมที่มีเหล็กเป็นหลักซึ่งมีโครเมียมอย่างน้อย 11% ซึ่งเป็นสารประกอบที่ป้องกันไม่ให้เหล็กสึกกร่อนและให้ความต้านทานความร้อนเหล็กกล้าไร้สนิมประเภทต่างๆ ได้แก่ ธาตุไนโตรเจน อลูมิเนียม ซิลิคอน ซัลเฟอร์ ไทเทเนียม นิกเกิล ทองแดง ซีลีเนียม ไนโอเบียม และโมลิบดีนัมสแตนเลสมีหลายชนิด มีเกรดสแตนเลสมากกว่า 150 เกรด และสแตนเลสที่ใช้กันทั่วไปคิดเป็นเพียงประมาณหนึ่งในสิบของจำนวนสแตนเลสทั้งหมดสแตนเลสสามารถทำเป็นแผ่น แผ่น แท่ง ลวด และท่อ จึงเหมาะสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย
เหล็กกล้าไร้สนิมมีห้ากลุ่มหลักโดยจำแนกตามโครงสร้างผลึกเป็นหลักสแตนเลสเหล่านี้คือ:
1. สแตนเลสออสเทนนิติก
2. สแตนเลสเฟอริติก
3. สแตนเลสมาร์เทนซิติก
4. สแตนเลสดูเพล็กซ์
5. สแตนเลสชุบแข็งแบบตกตะกอน
ดังที่ได้กล่าวมาแล้ว เหล็กกล้าไร้สนิมเป็นโลหะผสมที่ประกอบด้วยเหล็กและโครเมียมผสมกันความแข็งแรงของเหล็กกล้าไร้สนิมเกี่ยวข้องโดยตรงกับปริมาณโครเมียมในโลหะผสมยิ่งปริมาณโครเมียมสูงเท่าใด ความแข็งแรงของเหล็กก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้นเหล็กกล้าไร้สนิมมีความต้านทานการกัดกร่อนและอุณหภูมิสูงสูง ทำให้เหมาะสำหรับส่วนประกอบด้านการบินและอวกาศหลายประเภท รวมถึงแอคชูเอเตอร์ ตัวยึด และส่วนประกอบล้อลงจอด
ประโยชน์ของการใช้สแตนเลสสำหรับชิ้นส่วนการบินและอวกาศ:
แม้ว่าจะแข็งแรงกว่าอะลูมิเนียม แต่โดยทั่วไปแล้วสแตนเลสจะหนักกว่ามากแต่เมื่อเทียบกับอลูมิเนียม ชิ้นส่วนสแตนเลสมีข้อดีที่สำคัญสองประการ:
1. สแตนเลสมีความต้านทานการกัดกร่อนสูง
2. สแตนเลสมีความแข็งแรงและทนทานต่อการสึกหรอมากขึ้น
โมดูลัสแรงเฉือนและจุดหลอมเหลวของสแตนเลสยังยากต่อการประมวลผลมากกว่าอลูมิเนียมอัลลอยด์
คุณสมบัติเหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อชิ้นส่วนการบินและอวกาศจำนวนมาก และชิ้นส่วนสแตนเลสก็ครองตำแหน่งที่ขาดไม่ได้ในการใช้งานด้านการบินและอวกาศข้อดีของสเตนเลสยังได้แก่ ทนความร้อน ทนไฟได้ดีเยี่ยม สดใส รูปลักษณ์สวยงามรูปลักษณ์และคุณภาพด้านสุขอนามัยที่ดีเยี่ยมสแตนเลสยังง่ายต่อการผลิตเมื่อส่วนประกอบของเครื่องบินจำเป็นต้องเชื่อม ตัดเฉือน หรือตัดตามข้อกำหนดที่แม่นยำ ประสิทธิภาพที่เป็นเลิศของวัสดุสแตนเลสจะมีความโดดเด่นเป็นพิเศษโลหะผสมสแตนเลสบางชนิดมีความทนทานต่อแรงกระแทกสูงมาก ซึ่งส่งผลต่อความปลอดภัยของเครื่องบินขนาดใหญ่ด้วยและความทนทานเป็นปัจจัยสำคัญ
เมื่อเวลาผ่านไป อุตสาหกรรมการบินและอวกาศมีความหลากหลายมากขึ้น และยานพาหนะการบินและอวกาศสมัยใหม่มีแนวโน้มที่จะสร้างด้วยตัวถังหรือโครงเครื่องบินที่ทำจากสแตนเลสแม้จะมีราคาแพงกว่า แต่ก็แข็งแกร่งกว่าอะลูมิเนียมมาก และด้วยสแตนเลสเกรดต่างๆ ขึ้นอยู่กับฉาก การใช้สแตนเลสยังคงให้อัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักที่ดีเยี่ยม
เวลาโพสต์: Mar-02-2023