Nhôm máy bay: đặc điểm

Do sự dễ dàng, độ dẻo và khả năng chống ăn mòn của nhôm đã trở thành một vật liệu không thể thiếu trong nhiều ngành công nghiệp. Nhôm máy bay - nhóm các hợp kim khác nhau trong sự bao gồm của magiê cao sức mạnh, silic, đồng, và mangan. Truyền đạt sức mạnh bổ sung cho các hợp kim bằng phương pháp m. N. "Lão hóa hiệu quả" - một phương pháp đặc biệt của cứng dưới ảnh hưởng trong một thời gian dài một môi trường không khí tích cực. Các hợp kim được phát minh vào đầu thế kỷ 20 dưới tên của ĐURA, bây giờ được biết đến dưới cái tên cũng "Avial".

Định nghĩa. bối cảnh lịch sử

Sự khởi đầu của lịch sử của hợp kim nhôm hàng không được coi là năm 1909. kỹ sư luyện kim Đức Alfred Wilm theo kinh nghiệm thành lập, nếu một hợp kim nhôm với một bổ sung nhỏ của đồng, mangan và magiê sau cứng ở nhiệt độ 500 ° C và làm dịu cơn đứng ở 20-25 ° cho 4-5 ngày, nó dần trở nên khó khăn hơn và mạnh hơn, mà không làm mất tính linh hoạt. Các thủ tục được gọi là "lão hóa" hay "trưởng thành". Trong xơ cứng này nguyên tử đồng điền vào đa số nhỏ nhất của vùng tại biên giới hạt. Đường kính của nguyên tử đồng là nhỏ hơn so với nhôm, bởi vì có rất căng thẳng nén, do đó làm tăng sức mạnh của vật liệu.

Đây là lần đầu tiên các hợp kim được làm chủ tại các nhà máy của Đức Dürener Metallwerken và nhận thương hiệu Dural, vì thế mà cái tên "ĐURA". Sau đó, luyện kim Mỹ R. B. và thành phần Archer Dzhafris được cải thiện bằng cách thay đổi tỷ lệ chủ yếu là magiê. Các hợp kim mới có tên gọi 2024 mà thay đổi khác nhau được sử dụng rộng rãi hiện nay, nhưng cả gia đình của hợp kim - "Avial". Cái tên "nhôm máy bay", hợp kim này đã nhận được gần như ngay lập tức sau khi mở như hoàn toàn thay thế gỗ và kim loại trong xây dựng máy bay.

Các loại chính và đặc điểm

Có ba nhóm chính:

• Gia đình của nhôm-mangan (Al-Mn), và nhôm-magiê (Al-Mg). Đặc điểm chính - cao, hầu như không thua kém tinh khiết kháng nhôm ăn mòn. hợp kim như đáp ứng tốt với hàn và hàn, nhưng cắt xấu. Không cứng bằng cách xử lý nhiệt.
• hợp kim nhôm-hệ thống chống ăn mòn của magiê-silic (Al-Mg-Si). Cứng xử lý nhiệt, cụ thể là dập tắt ở 520 ° C sau đó dập tắt nước và lão hóa tự nhiên trong khoảng 10 ngày. Đặc điểm phân biệt của nhóm này vật liệu - chống ăn mòn cao khi sử dụng trong điều kiện bình thường, và bị căng thẳng.
• hợp kim cấu trúc, nhôm-đồng-magiê (Al-Cu-Mg). cơ sở của họ - pha tạp đồng, mangan, magiê và nhôm. Bằng cách thay đổi tỷ lệ của các nguyên tố hợp kim máy bay chuẩn bị nhôm, các đặc điểm trong số đó có thể thay đổi.

Vật liệu của nhóm thứ hai có tính chất cơ học tốt, nhưng rất dễ bị ăn mòn hơn so với gia đình đầu tiên và thứ hai của hợp kim. Mức độ nhạy cảm với ăn mòn phụ thuộc vào loại xử lý bề mặt, mà vẫn còn cần thiết để bảo vệ sơn hoặc mạ. Việc chống ăn mòn được tăng lên bằng cách giới thiệu một phần của hợp kim mangan.

Ngoài ba loại chính của hợp kim cũng là rèn phân biệt hợp kim, chịu nhiệt, cao độ bền kết cấu et al. Đã cần thiết cho một thuộc tính ứng dụng cụ thể.

Đánh dấu của hợp kim hàng không

tiêu chuẩn quốc tế đầu tiên nhôm máy bay đánh dấu chữ số chỉ ra các yếu tố hợp kim chủ yếu của hợp kim:

• 1000 - nhôm tinh khiết.
• 2000 - ĐURA hợp kim, hợp kim với đồng. Tại một thời gian nhất định - hợp kim hàng không vũ trụ phổ biến nhất. Do sự nhạy cảm cao với stress ăn mòn nứt đang ngày càng thay thế bằng hợp kim 7000 series.
• nguyên tố hợp kim - - 3000 mangan.
• nguyên tố hợp kim - - 4000 silicon. Hợp kim còn được gọi là nhôm-silic.
• nguyên tố hợp kim - - 5000 magiê.
• 6000 - các hợp kim nhựa nhất. Hợp kim nguyên tố - magiê và silic. Termozakalke có thể phải chịu để tăng sức mạnh, nhưng kém trong tham số này năm 2000 và 7000 series.
• 7000 - nhiệt cứng hợp kim, bền nhất máy bay cấp nhôm. Các nguyên tố hợp kim chính - kẽm và magiê.

Đánh dấu con số thứ hai - thay đổi hợp kim nhôm sau khi số thứ tự ban đầu - số "0". Trận chung kết hai nhân vật - số hợp kim, thông tin về độ tinh khiết của các tạp chất. Nếu hợp kim nguyên mẫu sẽ được thêm vào nhân vật thứ năm đánh dấu "X".

Hôm nay, phổ biến nhất máy bay lớp nhôm 1100, 2014, 2017, 3003, 2024, 2219, 2025, 5052, 5056. Các tính năng phân biệt của những hợp kim là: nhẹ nhàng, độ dẻo, độ dẻo dai tốt, khả năng chống mài mòn, ăn mòn và căng thẳng cao. Trong ngành công nghiệp máy bay hợp kim sử dụng rộng rãi nhất - không khí 6061 và 7075.

cấu trúc

Các chính nhôm nguyên tố hợp kim máy bay là đồng, magiê, silic, mangan, và kẽm. Tỷ lệ trọng lượng của các yếu tố trong hợp kim xác định đặc điểm như sức mạnh, sự linh hoạt, khả năng chống tác động cơ học, vv Các hợp kim cơ sở - nhôm, nguyên tố hợp kim cơ bản :. Copper (2,2-5,2% tính theo trọng lượng), magiê (0, 2-2,7%) và mangan (0,2-1%).

Một gia đình máy bay hợp kim nhôm-silic (4-13% khối lượng) với hàm lượng nhỏ các nguyên tố khác tạo hợp kim - đồng, mangan, magiê, kẽm, titan, berili. Nó được sử dụng để sản xuất các bộ phận phức tạp, còn được gọi là nhôm-silic hoặc hợp kim nhôm đúc. Gia đình của hợp kim nhôm-magiê (1-13% tính theo trọng lượng) với các yếu tố khác có độ dẻo cao và khả năng chống ăn mòn.

Vai trò của đồng trong các thành phần của máy bay nhôm

Sự hiện diện của đồng trong các thành phần của hàng không hợp kim góp phần vào việc tăng cường năng lực của nó, nhưng đồng thời có hại cho chống ăn mòn của nó. Thả tại ranh giới hạt trong quá trình dập tắt, đồng làm cho hợp kim dễ bị rỗ ăn mòn, ăn mòn căng thẳng và ăn mòn giữa các hạt. Khu giàu đồng là mạ kẽm catot hơn ma trận nhôm xung quanh và do đó dễ bị ăn mòn xảy ra bởi cơ chế điện hóa. Tăng hàm lượng đồng trong hợp kim trọng lượng đến 12% làm tăng các thuộc tính sức mạnh do sự xơ cứng hạt trong lão hóa. Khi hàm lượng của đồng trong các thành phần của hơn 12% các hợp kim trở nên giòn.

Lĩnh vực ứng dụng

hợp kim nhôm là kim loại bán phổ biến nhất. Ánh sáng máy bay cân sức mạnh hợp kim lớp nhôm làm cho này một lựa chọn tốt cho nhiều ngành công nghiệp từ máy bay đến đồ gia dụng (điện thoại di động, tai nghe, đèn pin). hợp kim nhôm được sử dụng trong ngành đóng tàu, sản xuất ô tô, xây dựng, giao thông vận tải w / d trong ngành công nghiệp hạt nhân.

Rộng rãi tuyên bố hợp kim với hàm lượng đồng vừa phải (2014, 2024 vv). Cấu hình của những hợp kim có khả năng chống ăn mòn cao, khả năng làm việc tốt, chỗ khả năng hàn. Trong số họ được thực hiện thiết kế chịu trách nhiệm của máy bay, xe tải nặng, xe quân sự.

Thuộc tính phức hợp nhôm máy bay

Hàn hợp kim máy bay được thực hiện độc quyền trong một khí trơ bảo vệ. khí ưa thích là heli, argon hoặc hỗn hợp đó. Nó có độ dẫn nhiệt cao của heli. Này xác định hành vi nhiệt độ thuận lợi hơn trong những môi trường hàn cho phép bạn được thoải mái đủ để kết nối các yếu tố cấu thành dày. Sử dụng hỗn hợp khí che chắn làm tăng lỗ thông hơi. Xác suất của sự hình thành của lỗ chân lông trong mối hàn sẽ giảm đáng kể.

Việc sử dụng trong ngành công nghiệp máy bay

hợp kim nhôm máy bay ban đầu được tạo ra đặc biệt cho việc xây dựng các máy bay. Trong số này, nhà ở được thực hiện của các bộ phận động cơ máy bay, khung gầm, thùng nhiên liệu, và các thiết bị gắn khác. Chi tiết về nhôm máy bay được sử dụng trong khoang hành khách bên trong.

2xxx hợp kim nhôm loạt được sử dụng cho việc sản xuất của các bộ phận tiếp xúc với nhiệt độ cao. nút Details tải nhẹ, nhiên liệu, và hệ thống dầu thủy lực được làm bằng hợp kim 3xxx, 5xxx và 6xxx. Sử dụng rộng rãi nhất trong ngành công nghiệp máy bay là hợp kim 7075. Từ đó, các yếu tố này được thực hiện để hoạt động ở một tải trọng lớn, với nhiệt độ thấp, sức đề kháng cao để ăn mòn. Các cơ sở của hợp kim là nhôm, và các nguyên tố hợp kim lớn magiê, kẽm và đồng. Từ nó được làm bằng các cấu sức mạnh của cấu trúc máy bay, các bộ phận vỏ.