Aluminij zrakoplova: obilježja

S obzirom na jednostavnost, duktilnost i otpornost na koroziju aluminija postala nezamjenjiv materijal u mnogim industrijama. Zrakoplov aluminij - skupina legura različitom uključivanjem visoke čvrstoće magnezija, silicij, bakar i mangan. Dati dodatnu snagu za leguru pomoću m, N. „Starenje efekt” - poseban način otvrdnjavanje pod uticajem dugo vremena agresivna atmosferski okoliša. Legura je izumio u ranom 20. stoljeću pod imenom duraluminija, sada poznat i po nazivu „Avial”.

Definicija. povijesna pozadina

Početak povijesti zrakoplovstva aluminijske legure se smatra 1909. Njemački metalurški inženjer Alfred Wilm empirijski utvrditi, ako neke legure aluminija sa malim dodatkom bakra, mangana i magnezija nakon stvrdnjavanja pri temperaturi od 500 ° C i ugasiti stajati na 20-25 ° za 4-5 dana, ona postupno postaje sve teže i jači, bez gubljenja fleksibilnosti. Postupak se naziva „starenje” ili „sazrijevanja”. Tijekom tog stvrdnjavanja atomi bakra popuniti najmanji veći broj zona na granicama zrna. Promjer bakra atoma je manja od aluminija, jer je kompresija stres, čime se povećava čvrstoća materijala.

Po prvi put legura je svladao u njemačkim tvornicama Dürener Metallwerken i dobio brand duralnih, otuda i ime „duraluminijum”. Nakon toga, američki metalurg R. B. i Archer Dzhafris sastav poboljšati promjenom postotka uglavnom magnezija. Nova legura pod nazivom 2024 koja razne modifikacije su naširoko koristi i danas, ali je cijela obitelj legura - „Avial”. Ime „zrakoplova aluminija”, ova legura dobila gotovo odmah nakon otvaranja u potpunosti zamijenio drvo i metal u konstrukciji zrakoplova.

Glavne vrste i karakteristike

Postoje tri glavne grupe:

• Obitelj aluminij-mangana (Al-Mn) i aluminij-magnezij (Mg-Al). Glavna karakteristika - visok, jedva zaostaje za čiste otpornost aluminija na koroziju. Takve legure odgovoriti i na zavarivanje i lemljenje, a loše rez. Ne otvrdne nakon toplinske obrade.
• Otporni na koroziju aluminij sustav legure magnezija-silicij (Al-Si-Mg). Otvrdnjavanje toplinska obrada, odnosno gašenje na 520 ° C nakon čega slijedi voda i kaljenja prirodnog starenja za oko 10 dana. Karakteristika ove grupe materijala - visoku otpornost na koroziju, kada se koristi u normalnim uvjetima i pod stresom.
• Konstrukcijskih legura aluminija, bakra-magnezija (Al-Cu-Mg). Njihova baza - dopirani bakar, mangan, aluminij i magnezij. Variranjem omjera na elemente slitine pripravljenog zrakoplova aluminija, karakteristike kojih može varirati.

Materijali iz druge skupine posjeduju dobra mehanička svojstva, ali su vrlo osjetljivi na koroziju od prve i druge obitelji legura. Stupanj osjetljivosti na koroziju ovisi o vrsti površinske obrade, što je još potrebno kako bi zaštitili oslikana ili anodiziranog. Otpornost na koroziju povećava uvođenjem dio mangana legure.

Osim tri glavne vrste legura također istaknuti kovanje legure, otporna na toplinu, visoke čvrstoće strukturne i dr. Potrebno za određenu primjena.

Obilježavanje zrakoplovnih legura

Međunarodni standardi prvi zrakoplov aluminija obilježavanje znamenka označava glavne elementi za legiranje od legure:

• 1000 - čisti aluminij.
• 2000 - duraluminijum legure, legirani s bakrom. U određenom razdoblju - najčešći zrakoplovne legure. Zbog visoke osjetljivosti na stres korozije pukotina sve više zamjenjuje 7000 serije legura.
• 3000 - legiranje elementa - mangan.
• 4000 - legiranje elementa - silicij. Legure su također poznat kao Silumin.
• 5000 - legiranje elementa - magnezija.
• 6000 - najviše plastične legure. Legirajućih elemenata - magnezij i silicija. Termozakalke može biti podvrgnut povećati snagu, ali inferioran u ovom parametru 2000 i 7000 serije.
• 7000 - termički stvrdne legure, najviše izdržljiva zrakoplova aluminija. Glavne elemente slitine - cink i magnezij.

Obilježavanje druga vrijednost - aluminijske promjene nakon početnih sekvence - broj „0”. Posljednje dvije brojke - od broja legure, podaci o njegovoj čistoći nečistoća. Ako je prototip legura dodaje se u obilježavanje petog znaka „X”.

Danas se najčešće grade zrakoplova aluminija 1100, 2014, 2017, 3003, 2024, 2219, 2025, 5052, 5056. Istaknute značajke tih slitina su: lakoća, duktilnost, dobra žilavost, otpornost na habanje, korozija i visoki stres. U zrakoplovnoj industriji najkorišteniji legure - zračni 6061 i 7075.

struktura

Glavni elemente slitine aluminij zrakoplova su bakar, magnezij, silicij, mangan i cink. Maseni postotak tih elemenata u leguri određuju karakteristike kao što su fleksibilnost, čvrstoća, otpornost na mehaničke utjecaje, itd osnovnu leguru - aluminija, osnovnih elemenata za legiranje :. bakar (2,2-5,2% po težini), magnezij (0, 2-2,7%) i mangan (0,2-1%).

Obitelj zrakoplova aluminij-silicij legura (4-13 masena%) s manjim sadržajem drugih legirajućih elemenata - bakar, mangan, cink, magnezij, titan, berilij. Da se koristi za proizvodnju složenih dijelova, također poznat kao silumin ili lijevanog aluminijske legure. Obitelj aluminij-magnezij legure (1-13% po težini) s drugim elementima imaju visoke žilavosti i otpornost na koroziju.

Uloga bakra u sastavu zrakoplova aluminija

Prisutnost bakra u sastavu slitine zrakoplovstva doprinosi njegovom jačanju, ali u isto vrijeme je loše za otpornost na koroziju. Ispuštanje na granicama zrna tijekom gašenja, bakar čini legure osjetljiv na pitting korozije, stres korozije i interkristalnu koroziju. Zone bogate bakra galvanski više katodne od okolnog aluminij matrice i stoga podložnih koroziji nastao elektrokemijskom mehanizma. Povećanje sadržaja bakra u težini od legure 12% povećava čvrstoću u zbog čestica kaljenje tijekom starenja. Kada sadržaj bakra u sastavu više od 12% legura postaje krhak.

Područja primjene

Aluminijske legure su najpopularniji prodaja metala. Lagane zrakoplova ocjena aluminijske legure snaga čine ovaj dobar izbor za mnoge industrije od zrakoplova do kućanskih predmeta (mobiteli, slušalice, svjetiljke). Aluminijske legure se koriste u brodogradnji, automobilskoj proizvodnje, konstrukcija, w / d prometa u nuklearnoj industriji.

Široko patentnom legura sa sadržajem bakra umjerena (2014, 2024), i sl. Profili tih legura imaju visoku otpornost na koroziju, dobra obradivost, točka zavarivanja. Od njih su odgovorne dizajn zrakoplova, teške kamione, vojnih vozila.

Svojstva zrakoplova aluminijski spoj

Zavarivanje zrakoplova legura se izvodi isključivo u zaštitnoj inertnog plina. Poželjni su plinovi helij, argon ili njihova smjesa. Ona ima veću toplinsku vodljivost helija. To određuje povoljniji ponašanje temperature okoline za zavarivanje koji vam omogućuje da se dovoljno udobna za spajanje debelih stijenki strukturne elemente. Upotreba smjese plinova zasjenjivanja poboljšava otvor. Vjerojatnost stvaranja pora u zavarenom uvelike smanjena.

Uporaba u zrakoplovnoj industriji

Zrakoplovi aluminijske legure izvorno kreirana posebno za izgradnju zrakoplova. Od tih, kućište je izrađeno od zrakoplova dijelovi motora, šasija, spremnika goriva, i drugih uređaja za pričvršćivanje. Detalji aluminija zrakoplova koji se koriste u unutrašnjosti putničke kabine.

2xxx serija aluminijske legure se koriste za proizvodnju dijelova koji su izloženi visokim temperaturama. Pojedinosti lagano učitava čvorove, gorivo i ulje hidraulički sustavi izrađeni od legure 3xxx, 5xxx i 6xxx. Najčešće se koristi u zrakoplovnoj industriji je legura 7075. Iz njega su elementi za rad na velikim opterećenjem, s niskim temperaturama, visoke otpornosti na koroziju. Temelj legure je aluminij, a glavni elementi legure magnezija, cinka i bakra. Iz njega je napravio power profile strukture zrakoplova, dijelova ljuski.