Metalurgia odegrała kluczową rolę w rozwoju lotnictwa. Wraz z odkryciem nowych materiałów odkryto nowe zastosowania, które również je stosują i znacznie ulepszają istniejące projekty.
Aluminium wydaje się być królem w konstrukcji samolotów, choć w ostatnich latach zastosowano kilka nowych stopów. Te nadstopów są nadal dość drogie dla homebuilder samolotu. Dzięki dobrej wytrzymałości do wagi i stosunku kosztów aluminium jest nadal bardzo szeroko stosowane w przemyśle.
obecny rozwój wskazuje, że coraz więcej producentów (Boeing, Airbus) używa włókna węglowego i innych niemetalicznych materiałów w konstrukcji samolotów, ponieważ mogą one być wykonane w prawie każdej formie i krzywiźnie. W miarę upływu czasu materiały te będą musiały udowodnić, że są tak niezawodne, jak aluminium, odporne na uszkodzenia UV. Poprawne nałożenie farby odpornej na promieniowanie UV również pomoże.
Alcoa opracowuje stop aluminium i litu trzeciej generacji, który obiecuje jeszcze większą redukcję masy i oszczędności bez konieczności ochrony przed uderzeniami pioruna, jak ma to miejsce w przypadku samolotów composite intensive.
stopy aluminium
stopy aluminium są identyfikowane za pomocą czterocyfrowego systemu numeracji. Pierwsza cyfra daje grupie stopów i innych stopów, które są obecne w mieszaninie. Poniżej zestawiliśmy listę najczęściej używanych stopów aluminium lotniczego i ich odpowiednich właściwości.
obróbka cieplna
zastosowanie miedzi (Cu) i cynku (Zi) w stopie z aluminium zmienia jego właściwości w taki sposób, że stop może być utwardzany, a także zmiękczany za pomocą ciepła. Wynikowe oznaczenie temper jest oznaczony przez kombinację liter numerycznych po numerach stopu.
oznaczenie temperowe
najczęstsze oznaczenia temperowe, które znajdujemy, to T3 i T6. T3 jest roztworem poddanym obróbce cieplnej i obróbce na zimno w procesie spłaszczania. T6 jest również roztworem poddanym obróbce cieplnej, ale sztucznie starzonym.
skład
każdy stop ma swoje właściwości w zależności od składu pierwiastków stopowych, na przykład stop 2024 ma 4,5% miedzi (Cu), 0,6% manganu (Mn) i 1,5% magnezu (Mg). 6061 ma 0,25% miedzi, 0,6% krzemu (Si), 1,0% magnezu i 0,25% chromu (Ch), a 5052 to 2,5% magnezu i 0,25% chromu. Stop 3003 zawiera tylko 1,2% manganu.
właściwości mechaniczne
właściwości mechaniczne stopu są ważnym czynnikiem przy podejmowaniu decyzji, gdzie go użyć podczas budowy. Na poniższej liście podajemy kilka typowych właściwości:
2024-T3
jest to najczęstszy ze stopów aluminium o wysokiej wytrzymałości. Jest to wysokiej jakości samolot. Blacha aluminiowa 2024-T3 jest uważana za Stop samolotu ze względu na jego wytrzymałość, a także ma doskonałą odporność na zmęczenie. Odporność na korozję jest mniejsza niż 6061, stąd wersje alclad. Spawanie na ogół nie jest zalecane. Typowe zastosowania blachy aluminiowej 2024-T3 Alclad to kadłub i skrzydła, osłony, konstrukcje samolotów, a także do naprawy i renowacji ze względu na bardzo błyszczące wykończenie (2024-T3 Alclad). Jego ostateczna wytrzymałość wynosi 62000 PSI przy wytrzymałości na ścinanie 40000 PSI.
6061-T6
ten stop ma bardzo dobrą odporność na korozję i zdolność wykańczania, spawanie przebiega również bez żadnych problemów. Poziom wytrzymałości blachy aluminiowej 6061-T6 dotyczy stali miękkiej. Blacha aluminiowa 6061-T6 może być wytwarzana przez większość powszechnie stosowanych technik. Typowe zastosowania to maty do lądowania samolotów, nadwozia i ramy ciężarówek, elementy konstrukcyjne i inne. Najwyższa wytrzymałość to 45000 PSI przy wytrzymałości na ścinanie 30000 PSI.
5052-H32
ten ma najwyższą wytrzymałość w serii stopów niegrzewalnych. Nie jest strukturalny. Blacha aluminiowa 5052 ma wyższą wytrzymałość zmęczeniową niż większość stopów. Blacha aluminiowa 5052 ma doskonałą odporność na korozję, szczególnie w zastosowaniach morskich i ma doskonałą urabialność. Ta blacha aluminiowa jest powszechnie stosowana do budowy zbiorników paliwa.
3003-H14
najczęściej stosowane stopy aluminium, czyste aluminium z dodatkiem manganu dla wytrzymałości, około 20% mocniejsze niż seria 100. Blacha aluminiowa 3003-H14 ma dużą urabialność i może być głęboko tłoczona, skręcana, spawana lub lutowana. Blacha aluminiowa 3003 nie nadaje się do obróbki cieplnej. Ta blacha aluminiowa jest szeroko stosowana do osłon i przegród. Najwyższa wytrzymałość to 21000 PSI przy wytrzymałości na ścinanie 14000 PSI.
7075
producenci samolotów używają stopów o wysokiej wytrzymałości (głównie stop 7075) do wzmacniania aluminiowych konstrukcji samolotów. Stop Aluminium 7075 ma Miedź (1,6 %), magnez (2,5 %) i cynk (5,6 %) dodane dla maksymalnej wytrzymałości, ale zawartość miedzi sprawia, że bardzo trudne do spawania. Z drugiej strony anoduje się naprawdę pięknie. 7075 ma najlepszą obrabialność i spowoduje bardzo ładne wykończenie. Najwyższa wytrzymałość wynosi 33000 PSI (-0) i 82000 psi (- T6) przy wytrzymałości na ścinanie 22000 psi (-0) i 49000 psi (- T6).
napisał EAI.
