La metalurgia ha desempeñado un papel clave en el desarrollo de la aviación. Con el descubrimiento de nuevos materiales, se han encontrado nuevas aplicaciones para aplicarlos también y mejorar enormemente los diseños existentes.
El aluminio parece ser el rey en la construcción de aviones, aunque en los últimos años se han aplicado algunas aleaciones nuevas. Estas súper aleaciones siguen siendo bastante caras para el constructor de viviendas de aviones. Con su buena resistencia al peso y relación de costo, el aluminio todavía se usa muy ampliamente en la industria.
Los desarrollos actuales indican que cada vez más fabricantes (Boeing, Airbus) están utilizando fibra de carbono y otros materiales no metálicos en la construcción de aviones, ya que se pueden fabricar en casi cualquier forma y curvatura. A medida que pase el tiempo, estos materiales tendrán que demostrar que son tan confiables como el aluminio para resistir el daño UV. La aplicación adecuada de pintura resistente a los rayos UV también ayudará.
Alcoa está desarrollando una aleación de aluminio-litio de tercera generación que promete aún más reducción de peso y ahorro de costos sin la necesidad de protección contra rayos, como es el caso de los aviones compuestos intensivos.
Aleaciones de aluminio
Las aleaciones de aluminio se identifican mediante un sistema de numeración de cuatro dígitos. El primer dígito da al grupo de aleaciones y a los demás las aleaciones que están presentes en la mezcla. A continuación, hemos compilado una lista de las aleaciones de aluminio para aviones más utilizadas y sus respectivas propiedades.
Tratamiento térmico
El uso de cobre (Cu) y Zinc (Zi) en una aleación con aluminio cambia sus propiedades de tal manera que la aleación se puede endurecer y ablandar mediante el uso de calor. La designación de temperamento resultante se indica mediante una combinación de números de letras después de los números de aleación.
Designación de temperamento
Las designaciones de temperamento más comunes que encontramos son T3 y T6. T3 es una solución tratada térmicamente y trabajada en frío mediante el proceso de aplanado. T6 también es una solución tratada térmicamente pero envejecida artificialmente.
Composición
Cada aleación tiene sus propias propiedades dependiendo de la composición de los elementos de aleación, por ejemplo, la aleación 2024 tiene 4,5% de cobre (Cu), 0,6% de manganeso (Mn) y 1,5% de magnesio (Mg) añadidos. 6061 tiene 0,25% de Cobre, 0,6% de Silicio (Si), 1,0% de Magnesio y 0,25% de Cromo (Ch) añadido y 5052 es 2,5% de Magnesio y 0,25% de Cromo. La aleación 3003 tiene solo un 1,2% de manganeso agregado.
Propiedades mecánicas
Las propiedades mecánicas de una aleación son un factor importante en la decisión de dónde usarla durante la construcción. En la siguiente lista, damos algunas propiedades típicas:
2024-T3
Esta es la más común de las aleaciones de aluminio de alta resistencia. Es una calidad de avión de alto grado. La lámina de aluminio 2024-T3 se considera la aleación para aviones debido a su resistencia y también tiene una excelente resistencia a la fatiga. La resistencia a la corrosión es inferior a 6061, de ahí las versiones alclad. La soldadura generalmente no se recomienda. Los usos típicos de la chapa de aluminio Alclad 2024-T3 son revestimientos de fuselaje y alas, cubiertas, estructuras de aviones y también para reparación y restauración debido a su acabado realmente brillante (Alclad 2024-T3). Su fuerza máxima es de 62000 PSI con una fuerza de corte de 40000 PSI.
6061-T6
Esta aleación tiene una muy buena resistencia a la corrosión y capacidad de acabado, la soldadura tampoco tiene problemas. El nivel de resistencia de la lámina de aluminio 6061-T6 es aproximadamente el del acero dulce. La lámina de aluminio 6061-T6 se puede fabricar mediante la mayoría de las técnicas de uso común. Los usos típicos son alfombrillas de aterrizaje de aviones, carrocerías y marcos de camiones, componentes estructurales y más. La resistencia máxima es de 45000 PSI con una resistencia de corte de 30000 PSI.
5052-H32
Este tiene la resistencia más alta de la serie de aleaciones NO calentables. No es estructural. la lámina de aluminio 5052 tiene una mayor resistencia a la fatiga que la mayoría de las aleaciones. la lámina de aluminio 5052 tiene una excelente resistencia a la corrosión, particularmente en aplicaciones marinas y tiene una excelente trabajabilidad. Esta lámina de aluminio se usa comúnmente para construir tanques de combustible.
3003-H14
Más ampliamente utilizado de aleaciones de aluminio, aluminio puro con manganeso agregado para mayor resistencia, aproximadamente un 20% más resistente que la serie 100. La lámina de aluminio 3003-H14 tiene una gran trabajabilidad y puede ser estirada, hilada, soldada o soldada. la lámina de aluminio 3003 no es tratable térmicamente. Esta lámina de aluminio es ampliamente utilizada para cubiertas y placas deflectoras. La fuerza máxima es de 21000 PSI con una fuerza de corte de 14000 PSI.
7075
Los fabricantes de aviones utilizan aleaciones de alta resistencia (principalmente la aleación 7075) para fortalecer las estructuras de aluminio de los aviones. La aleación de aluminio 7075 tiene cobre (1,6 %), Magnesio (2,5 %) y Zinc (5,6 %) agregados para una resistencia máxima, pero el contenido de cobre hace que sea muy difícil soldar. Por otro lado, anodiza muy bien. 7075 tiene la mejor maquinabilidad y dará como resultado un acabado muy agradable. La resistencia máxima es de 33000 PSI (-0) y 82000 PSI (-T6) con una resistencia de corte de 22000 PSI (-0) y 49000 PSI (-T6).
escrito por EAI.
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