metallurgi har spelat en nyckelroll i utvecklingen av luftfarten. Med upptäckten av nya material har nya applikationer visat sig tillämpa dessa också och för att avsevärt förbättra befintliga mönster.
aluminium verkar vara kungen i flygplanskonstruktion, men de senaste åren har några nya legeringar tillämpats. Dessa superlegeringar är fortfarande ganska dyra för flygplansbyggaren. Med sin goda styrka till vikt och kostnadsförhållande används Aluminium fortfarande mycket i branschen.
nuvarande utveckling tyder på att fler och fler tillverkare (Boeing, Airbus) använder kolfiber och andra icke-metalliska material i flygplanskonstruktion eftersom dessa kan tillverkas i nästan vilken form och krökning som helst. När tiden går måste dessa material bevisa sig vara lika pålitliga som aluminium för att motstå UV-skador. Korrekt applicering av UV-resistent färg hjälper också.
Alcoa utvecklar en 3: e generationens aluminium-litiumlegering som lovar ännu mer viktminskning och kostnadsbesparingar utan behov av skydd mot blixtnedslag som är fallet i kompositintensiva flygplan.
aluminiumlegeringar
aluminiumlegeringar identifieras med ett fyrsiffrigt numreringssystem. Den första siffran ger legeringsgruppen och de andra legeringarna som finns i blandningen. Nedan har vi sammanställt en lista över de vanligaste flygplansaluminiumlegeringarna och deras respektive egenskaper.
värmebehandling
användningen av koppar (Cu) och zink (Zi) i en legering med aluminium ändrar dess egenskaper på ett sådant sätt att legeringen kan härdas såväl som mjukas genom användning av värme. Den resulterande temperamentbeteckningen indikeras med en bokstavskombination som följer legeringsnumren.
Temperamentbeteckning
de vanligaste temperamentbeteckningarna vi hittar är T3 och T6. T3 är lösningen värmebehandlad och kallbearbetad genom plattningsprocessen. T6 är också lösning värmebehandlad men artificiellt åldrad.
sammansättning
varje legering har sina egna egenskaper beroende på legeringselementens sammansättning, till exempel 2024-legering har 4,5% koppar (Cu), 0,6% mangan (Mn) och 1,5% Magnesium (Mg) tillsatt. 6061 har 0,25% koppar, 0,6% kisel (Si), 1,0% Magnesium och 0,25% krom (Ch) tillsatt och 5052 är 2,5% Magnesium och 0,25% krom. 3003-legeringen har endast 1,2% mangan tillsatt.
mekaniska egenskaper
de mekaniska egenskaperna hos en legering är en viktig faktor i beslutet var den ska användas under konstruktionen. I listan nedan ger vi några typiska egenskaper:
2024-T3
Detta är den vanligaste av de höghållfasta aluminiumlegeringar. Det är hög kvalitet flygplan kvalitet. 2024-T3 aluminiumplåt anses vara flygplanslegeringen på grund av dess styrka och den har också utmärkt utmattningsbeständighet. Korrosionsbeständigheten är mindre än 6061, därav alclad-versionerna. Svetsning rekommenderas vanligtvis inte. Typiska användningsområden för 2024-T3 Alclad aluminiumplåt är flygkropp och vingskinn, kåpor, flygplansstrukturer och även för reparation och restaurering på grund av dess riktigt glänsande yta (2024-T3 Alclad). Dess ultimata styrka är 62000 PSI med en skärhållfasthet på 40000 PSI.
6061-T6
denna legering har en mycket god korrosionsbeständighet och efterbehandling förmåga, svetsning går utan problem också. Hållfasthetsnivån för 6061-T6 aluminiumplåt är ungefär den för mjukt stål. 6061-T6 aluminiumplåt kan tillverkas av de flesta av de vanligaste teknikerna. Typiska användningsområden är landningsmattor för flygplan, lastbilskroppar och ramar, strukturella komponenter och mer. Ultimate strength är 45000 PSI med en skärhållfasthet på 30000 PSI.
5052-H32
den här har den högsta styrkan i den icke-värmbara legeringsserien. Det är inte strukturellt. 5052 aluminiumplåt har högre utmattningshållfasthet än de flesta legeringar. 5052 aluminiumplåt har utmärkt korrosionsbeständighet, särskilt i marina applikationer och har utmärkt bearbetbarhet. Denna aluminiumplåt används ofta för att konstruera bränsletankar.
3003-H14
mest använda av aluminiumlegeringar, rent aluminium med mangan tillsatt för styrka, ca 20% starkare än 100-serien. 3003-H14 aluminiumplåt har stor bearbetbarhet och kan vara djupdragen, spunnen, svetsad eller lödd. 3003 aluminiumplåt är icke-värmebehandlings. Denna aluminiumplåt används ofta för kåpor och baffelplätering. Ultimate strength är 21000 PSI med en skärhållfasthet på 14000 PSI.
7075
flygplanstillverkare använder höghållfasta legeringar (huvudsakligen legering 7075) för att stärka aluminiumflygplan. Aluminiumlegering 7075 har koppar (1,6 %), Magnesium (2,5 %) och zink (5,6 %) tillsatt för ultimat styrka, men kopparinnehållet gör det mycket svårt att svetsa. Å andra sidan anodiserar det verkligen vackert. 7075 har den bästa bearbetbarheten och det kommer att resultera i en mycket fin finish. Ultimat styrka är 33000 PSI (-0) och 82000 PSI (- T6) med en skärhållfasthet på 22000 PSI (-0) och 49000 PSI (- T6).
skriven av EAI.
