Metallurgialla on ollut keskeinen rooli ilmailun kehityksessä. Uusien materiaalien löytymisen myötä on löydetty uusia sovelluksia, jotka soveltavat myös näitä ja parantavat huomattavasti olemassa olevia malleja.
Alumiini näyttää olevan lentokonerakentamisen kuningas, vaikka viime vuosina on käytetty joitakin uusia metalliseoksia. Nämä superseokset ovat vielä melko kalliita lentokoneen kodinrakentajalle. Sen hyvä lujuus paino-ja kustannussuhde alumiinia käytetään edelleen hyvin laajalti teollisuudessa.
tämänhetkinen kehitys osoittaa, että yhä useammat valmistajat (Boeing, Airbus) käyttävät lentokoneiden rakentamisessa hiilikuitua ja muita ei-metallisia materiaaleja, koska niitä voidaan valmistaa lähes missä tahansa muodossa ja kaarevuudessa. Ajan myötä näiden materiaalien on todistettava olevansa yhtä luotettavia kuin alumiini UV-vaurioita vastaan. Asianmukainen soveltaminen UV kestävä maali auttaa liian.
Alcoa kehittää 3.sukupolven alumiini-litiumseosta, joka lupaa vieläkin enemmän painonpudotusta ja kustannussäästöjä ilman tarvetta suojautua salamaniskuilta, kuten komposiitti-intensiivisissä lentokoneissa.
alumiiniseokset
alumiiniseokset yksilöidään nelinumeroisella numerointijärjestelmällä. Ensimmäinen numero antaa seosryhmälle ja muille seoksille seokset, jotka ovat läsnä seoksessa. Alla olemme koonneet listan yleisimmin käytetyistä lentokoneiden alumiiniseoksista ja niiden ominaisuuksista.
lämpökäsittely
kuparin (Cu) ja sinkin (Zi) käyttö alumiiniseoksessa muuttaa sen ominaisuuksia siten, että seosta voidaan kovettaa sekä pehmentää lämmön avulla. Tuloksena oleva temper-nimitys osoitetaan seoslukujen perässä olevalla kirjainlukuyhdistelmällä.
Temper-nimitys
yleisimmät löytämämme temper-nimitykset ovat T3 ja T6. T3 on litistämällä lämpökäsitelty ja kylmämuokattu liuos. T6 on myös ratkaisu lämpökäsitelty mutta keinotekoisesti vanhennettu.
koostumus
jokaisella seoksella on omat ominaisuutensa seosaineiden koostumuksesta riippuen, esimerkiksi 2024 seokseen on lisätty 4,5% kuparia (Cu), 0,6% mangaania (mn) ja 1,5% magnesiumia (Mg). 6061: een on lisätty 0,25% kuparia, 0,6% piitä (Si), 1,0% magnesiumia ja 0,25% kromia (Ch) ja 5052 on 2,5% magnesiumia ja 0,25% kromia. 3003-metalliseokseen on lisätty vain 1,2% mangaania.
mekaaniset ominaisuudet
metalliseoksen mekaaniset ominaisuudet ovat tärkeä tekijä päätettäessä, missä sitä käytetään rakentamisen aikana. Alla olevassa luettelossa on joitakin tyypillisiä ominaisuuksia:
2024-T3
tämä on yleisin lujat alumiiniseokset. Se on korkealaatuista lentokoneiden laatua. 2024-T3-alumiinilevyä pidetään lentokoneseoksena lujuutensa vuoksi ja sillä on myös erinomainen väsymiskestävyys. Korroosionkestävyys on alle 6061, joten alclad versiot. Hitsausta ei yleensä suositella. Tyypillisiä käyttökohteita 2024-T3 Alclad alumiinilevylle ovat rungon ja siipien nahat, suojukset, lentokoneiden rakenteet ja myös korjaus ja restaurointi sen todella kiiltävän pinnan (2024-T3 Alclad) vuoksi. Sen lopullinen vahvuus on 62000 PSI leikkauslujuuden ollessa 40000 PSI.
6061-T6
tällä seoksella on erittäin hyvä korroosionkestävyys ja viimeistelykyky, hitsaus sujuu myös ongelmitta. 6061-T6 alumiinilevyn lujuustaso on suunnilleen sama kuin miedolla teräksellä. 6061-T6 alumiinilevy voidaan valmistaa useimmilla yleisesti käytetyillä tekniikoilla. Tyypillisiä käyttökohteita ovat lentokoneiden laskeutumismatot, kuorma-autojen rungot ja rungot, rakenneosat ja paljon muuta. Lopullinen vahvuus on 45000 PSI leikkauslujuuden ollessa 30000 PSI.
5052-H32
tämä on kuumentamattomien seosten sarjan suurin lujuus. Se ei ole rakenteellista. 5052 alumiinilevyllä on suurempi väsymislujuus kuin useimmilla seoksilla. 5052 alumiinilevyllä on erinomainen korroosionkestävyys, erityisesti merisovelluksissa, ja sillä on erinomainen työstettävyys. Tätä alumiinilevyä käytetään yleisesti polttoainesäiliöiden rakentamiseen.
3003-H14
yleisimmin käytetty alumiiniseos, puhdasta alumiinia, johon on lisätty mangaania lujuuden vuoksi, noin 20% vahvempaa kuin 100-sarjassa. 3003-h14 alumiinilevyllä on suuri työstettävyys ja se voi olla syvävedetty, kehrätty, hitsattu tai juotettu. 3003 alumiinilevy on lämpökäsittelemätön. Tämä alumiinilevy on laajalti käytetty suojukset ja levy pinnoitus. Lopullinen vahvuus on 21000 PSI ja leikkauslujuus 14000 PSI.
7075
lentokonevalmistajat käyttävät erittäin lujia seoksia (pääasiassa metalliseos 7075) alumiinisten lentokoneiden rakenteiden vahvistamiseen. Alumiiniseos 7075: ssä on kuparia (1,6 %), magnesiumia (2,5 %) ja sinkkiä (5,6 %) lisätty lopulliseksi lujuudeksi, mutta kuparipitoisuus tekee hitsaamisesta erittäin vaikeaa. Toisaalta se anodisoituu todella kauniisti. 7075 on paras työstettävyys ja se johtaa erittäin mukava viimeistely. Lopullinen lujuus on 33000 PSI (-0) ja 82000 PSI (- T6) leikkauslujuuden ollessa 22000 PSI (-0) ja 49000 PSI (- T6).
kirjoittanut EAI.
