Aluminiu de aeronave: caracteristici

Din cauza ușurința, ductilitatea și rezistența la coroziune a aluminiului a devenit un material indispensabil în multe industrii. Aluminiu de aeronave - grup de aliaje care diferă în includerea de magneziu de înaltă rezistență, siliciu, cupru și mangan. Īmpartasirea rezistență suplimentară aliajului prin m. N. „Efectul de îmbătrânire“ - o metodă specială de întărire sub influența pentru o lungă perioadă de timp un mediu atmosferic agresiv. Aliajul a fost inventat în secolul al 20-lea sub numele de duraluminiu, acum cunoscut de asemenea sub numele de „Avial“.

Definiția. fundal istoric

Începutul istoriei din aliaj de aluminiu de aviație este anul 1909. inginer metalurgic german Alfred Wilm stabilit empiric, în cazul în care un aliaj de aluminiu, cu un adaos mic de cupru, mangan și magneziu după întărire la temperatura de 500 ° C și se stinge repaus la 20-25 ° C timp de 4-5 zile, devine treptat mai greu și mai puternic, fără a pierde flexibilitatea. Procedura se numește „îmbătrânire“ sau „maturare“. In timpul acestei călire atomii de cupru umple cea mai mică multitudine de zone de la limitele granulelor. Diametrul atomului de cupru este mai mică decât cea a aluminiului, deoarece există stres de compresie, crescând astfel rezistența materialului.

Pentru prima dată aliajul a fost masterizat la fabricile din Germania Dürener Metallwerken și a primit marca Dural, de aici numele de „duraluminiu“. Ulterior, metalurg american R. B. și compoziția Archer Dzhafris îmbunătățită prin modificarea procentului principal de magneziu. Noul aliaj numit 2024, că diverse modificări sunt utilizate pe scară largă în prezent, dar întreaga familie a aliajelor - „Avial“. Numele de „aeronave aluminiu“, acest aliaj a primit aproape imediat după deschidere ca fiind complet înlocuit lemnul și metalul în construcția de aeronave.

Principalele tipuri și caracteristici

Există trei grupe principale:

• Familie de aluminiu-mangan (Al-Mn) și aluminiu-magneziu (Al-Mg). Caracteristica principală - înaltă, cu greu inferior la rezistenta la coroziune pur aluminiu. Astfel de aliaje răspund bine la sudură și lipire, dar tăiat rău. Nu durificat prin tratament termic.
• aliaje sistem aluminiu rezistent la coroziune de magneziu-siliciu (Al-Mg-Si). Durificarea tratament termic, și anume călire la 520 ° C, urmată de stingerea cu apă și îmbătrânire naturală timp de aproximativ 10 zile. Caracteristica distinctivă a acestui grup de materiale - rezistență ridicată la coroziune atunci când este utilizat în condiții normale, și în condiții de stres.
• Aliaje structurale, cupru aluminiu-magneziu (Al-Cu-Mg). La baza - dopate cupru, mangan, magneziu și aluminiu. Prin variația proporțiilor elementelor de aliere aeronave preparate din aluminiu, caracteristicile de care pot varia.

Materialele din urmă grup posedă proprietăți mecanice bune, dar sunt foarte sensibile la coroziune decât prima și a doua familie a aliajelor. Gradul de sensibilitate la coroziune depinde de tipul de tratament de suprafață, care este încă necesară pentru protejarea vopsite sau eloxate. Rezistența la coroziune este crescută prin introducerea parte a aliajului de mangan.

În plus față de cele trei tipuri principale de aliaje sunt de asemenea distinse forjare aliaje rezistente la căldură, de înaltă rezistență structurală et al. Au necesare unei anumite proprietăți de aplicare.

Marcarea de aliaje de aviație

Standardele internaționale primul avion de aluminiu marcaj cifre indică elementele de aliere majore ale aliajului:

• 1000 - aluminiu pur.
• 2000 - aliaj de duraluminiu, aliat cu cupru. La o anumită perioadă - cel mai frecvent aliaj industria aerospațială. Datorită sensibilității ridicate la coroziune cracare stres este din ce în ce înlocuiește cu 7000 aliaje de serie.
• element de aliere - - 3000 de mangan.
• element de aliere - - 4000 siliciu. Aliajele sunt, de asemenea, cunoscut sub numele Silumin.
• element de aliere - - 5000 de magneziu.
• 6000 - aliaje mai plastic. Alierea elemente - magneziu și siliciu. Termozakalke poate fi supus pentru a crește puterea, dar inferior în acest parametru 2000 și seria 7000.
• 7000 - călită termic aliaje, cel mai durabil aeronave de grad aluminiu. Principalele elemente de aliere - zinc și magneziu.

Marcarea a doua figură - modificări din aliaj de aluminiu după numărul inițial de secvență - numărul „0“. Ultimele două cifre - din numărul de aliaj, informații cu privire la puritatea ei impurităților. În cazul în care aliajul prototip se adaugă la caracterul cincilea marcajul „X“.

Astăzi, cele mai comune aeronave grad aluminiu 1100, 2014, 2017, 3003, 2024, 2219, 2025, 5052, 5056. Caracteristicile distinctive ale acestor aliaje sunt: luminozitate, ductilitate, tenacitate bună, rezistență la abraziune, coroziune și stres ridicat. În industria aeronautică aliajele cele mai utilizate - aer 6061 și 7075.

structură

Principalele elemente de aliere din aluminiu aeronave sunt cupru, magneziu, siliciu, mangan și zinc. Procentajul în greutate al acestor elemente în aliajul determina caracteristicile, cum ar fi puterea, flexibilitatea, rezistenta la impacturi mecanice, etc. aliaj de bază - aluminiu, elemente de aliere de bază :. Cupru (2,2-5,2% în greutate), magneziu (0, 2-2.7%) și mangan (0,2-1%).

O familie de aeronave aliaje de aluminiu-siliciu (4-13% de masă) cu un conținut minor de alte elemente de aliere - cupru, mangan, magneziu, zinc, titan, beriliu. Este folosit pentru fabricarea de piese complexe, de asemenea, cunoscut sub numele de silumin sau din aliaj de aluminiu turnat. Familia din aliaj de aluminiu-magneziu (1-13% în greutate) cu celelalte elemente au o ductilitate ridicată și rezistență la coroziune.

Rolul cuprului în compoziția aeronavei aluminiu

Prezența cuprului în compoziția aviației aliaj contribuie la întărirea acesteia, dar în același timp, este rău pentru rezistența sa la coroziune. Scăparea la limitele granulei în timpul călire, cuprul face aliajul sensibile la coroziune pitting, coroziune sub tensiune și coroziunea intergranulară. Zonele bogate în cupru este galvanică mai catodic decât matricea de aluminiu din jur și, prin urmare, mai susceptibile la coroziune care apar prin mecanism electrochimic. Creșterea conținutului de cupru din greutatea aliajului la 12% crește proprietățile de rezistență datorită călirea a particulelor în timpul îmbătrânirii. Atunci când conținutul de cupru în compoziția de mai mult de 12%, aliajul devine fragil.

Domenii de aplicare

aliaje de aluminiu sunt cele mai populare de vânzare de metal. Lumina rezistenta din aliaj de aluminiu grad de aeronave greutate fac din aceasta o alegere bună pentru multe industrii de la aeronave la articole de uz casnic (telefoane mobile, căști, lanterne). Aliaje de aluminiu sunt utilizate în domeniul construcțiilor navale, fabricarea de automobile, construcții, transport w / d în industria nucleară.

Pe scară largă a susținut aliajele cu conținut de cupru moderat (2014, 2024, etc.). Profilele acestor aliaje au o rezistență la coroziune ridicată, lucrabilitate bună, la fața locului sudabilitate. Dintre ele sunt făcute responsabile de design de aeronave, camioane grele, vehicule militare.

Proprietăți compus aluminiu de aeronave

Sudarea aliajelor aeronavelor se efectuează exclusiv într-un gaz inert protector. Gazele preferate sunt heliu, argon sau un amestec al acestora. Ea are o conductivitate termică mai mare de heliu. Acest lucru determină un comportament de temperatură mai favorabilă mediului de sudură, care vă permite să fie suficient de confortabil pentru a conecta elemente structurale cu pereți groși. Utilizarea amestecurilor de gaze de ecranare îmbunătățește aerisirea. Probabilitatea de formarea de pori în sudură este redus foarte mult.

Utilizarea în industria aeronautică

aliaje de aluminiu de aeronave creat inițial special pentru construcția de aeronave. Dintre acestea, carcasa este realizată din piese de motor aeronave, șasiu, rezervoare de combustibil și alte dispozitive de fixare. Detalii aluminiu aeronavei sunt utilizate în interiorul compartimentului pentru pasageri.

2xxx aliaje de aluminiu serie sunt utilizate pentru producția de piese expuse la temperaturi ridicate. Detalii noduri ușor încărcate, combustibil și sistemele hidraulice de ulei sunt fabricate din aliaj 3xxx, 5xxx si 6xxx. Cele mai utilizate pe scară largă în industria aeronautică era aliaj 70-75 ° C Din ea sunt realizate elementele să funcționeze la o sarcină mare, cu temperaturi scăzute, rezistență ridicată la coroziune. Baza aliajului este aluminiu, iar principalul magneziu elemente de aliere, zinc și cupru. Din aceasta se face profilurile de putere ale structurilor de aeronave, părțile coajă.