Alumini Aircraft: característiques

A causa de la facilitat, ductilitat i resistència a la corrosió de l'alumini s'ha convertit en un material indispensable en moltes indústries. alumini aeronaus - grup d'aliatges que difereixen en la inclusió de magnesi d'alta resistència, silici, coure i manganès. Impartir resistència addicional a l'aliatge per mitjà de m. N. "Efecte d'envelliment" - un mètode especial d'enduriment sota la influència durant molt de temps un entorn atmosfèric agressiu. L'aliatge va ser inventat al segle 20 sota el nom de duralumini, ara conegut també sota el nom de "Avial".

Definició. antecedents històrics

El començament de la història de l'aliatge d'alumini de l'aviació es considera que és 1909. enginyer metal·lúrgic alemany Alfred Wilm establert empíricament, si un aliatge d'alumini amb una petita addició de coure, manganès i magnesi després de l'enduriment a una temperatura de 500 ° C i s'inactiva reposar a 20-25 ° durant 4-5 dies, es fa gradualment més difícil i més fort, sense perdre la flexibilitat. El procediment es denomina "envelliment" o "maduració". Durant aquest enduriment àtoms de coure omplen el més petit pluralitat de zones en els límits de gra. El diàmetre de l'àtom de coure és menor que la de l'alumini, perquè no hi ha tensió de compressió, el que augmenta la resistència del material.

Per primera vegada, l'aliatge va ser masteritzat a fàbriques alemanyes Dürener Metallwerken i va rebre la marca Dural, d'aquí el nom "duralumini". Posteriorment, metal·lúrgic Americana RB i la composició Archer Dzhafris millorar canviant el percentatge de principalment de magnesi. La nova aliatge anomenada 2024, que diverses modificacions són àmpliament utilitzats avui en dia, sinó a tota la família d'aliatges - "Avial". El nom de "alumini dels avions", aquest aliatge ha rebut gairebé immediatament després d'obrir com completament substituït la fusta i el metall en la construcció d'avions.

Els principals tipus i característiques

Hi ha tres grups principals:

• Família d'alumini-manganès (Al-Mn), i alumini-magnesi (Al-Mg). La característica principal - alta, tot just inferior a la resistència a la corrosió d'alumini pur. Tals aliatges responen bé a la soldadura i la soldadura, però el mal tall. No endurit per tractament tèrmic.
• Sistema d'aliatges d'alumini resistents a la corrosió de magnesi-silici (Al-Mg-Si). Tractament tèrmic d'enduriment, és a dir, refredament a 520 ° C seguit de tremp en aigua i envelliment natural durant uns 10 dies. La característica distintiva d'aquest grup de materials - alta resistència a la corrosió quan s'utilitza en condicions normals, i sota estrès.
• aliatges estructurals, d'alumini-coure-magnesi (Al-Cu-Mg). La seva base - dopat de coure, manganès, magnesi i alumini. Variant les proporcions dels elements d'aliatge avions preparat alumini, les característiques dels quals poden variar.

Materials d'aquest últim grup posseeixen bones propietats mecàniques, però són molt susceptibles a la corrosió que la primera i segona família d'aliatges. El grau de susceptibilitat a la corrosió depèn del tipus de tractament de la superfície, que encara és necessària per protegir el pintat o anoditzat. La resistència a la corrosió s'incrementa mitjançant la introducció de part de l'aliatge de manganès.

A més dels tres tipus principals d'aliatges també es distingeixen de forja aliatges, resistent a la calor, d'alta resistència estructural et al., Han necessaris per a una propietats d'aplicació particulars.

Marcat dels aliatges d'aviació

Les normes internacionals dígits marcat primera alumini de l'avió indica els principals elements d'aliatge de l'aliatge:

• 1000 - alumini pur.
• 2000 - aliatge de duralumini, aleada amb coure. En un determinat període - l'aliatge aeroespacial més comú. A causa de l'alta sensibilitat a la fissuració per corrosió sota tensió se substitueix cada vegada més per aliatges de la sèrie 7000.
• element d'aliatge - - 3000 manganès.
• element d'aliatge - - 4,000 silici. Els aliatges també es coneixen com Silumin.
• element d'aliatge - - 5,000 magnesi.
• 6000 - els aliatges més plàstic. Elements d'aliatge - magnesi i silici. Termozakalke pot sotmetre a augmentar la resistència, però inferior en aquest paràmetre 2000 i 7000 sèries.
• 7000 - endurit tèrmicament aliatges, l'alumini més durador de qualitat aeronàutica. Els principals elements d'aliatge - zinc i magnesi.

Marcant el segon figura - modificacions d'aliatge d'alumini després el nombre de seqüència inicial - el nombre "0". Les dues últimes xifres - del nombre de l'aliatge, la informació sobre la seva puresa d'impureses. Si s'afegeix l'aliatge prototip de la marca cinquè caràcter "X".

Avui dia, l'alumini dels avions grau més comú 1100, 2014, 2017, 3003, 2024, 2219, 2025, 5052, 5056. Les característiques distintives d'aquests aliatges són: lleugeresa, ductilitat, bona duresa, resistència a l'abrasió, la corrosió i alta tensió. En la indústria aeronàutica els aliatges més utilitzades - aire 6061 i 7075.

estructura

La principal alumini dels avions elements d'aliatge són coure, magnesi, silici, manganès i zinc. El percentatge en pes d'aquests elements en l'aliatge de determinar característiques com ara la força, la flexibilitat, resistència als impactes mecànics, etc. L'aliatge de base - alumini, elements bàsics d'aliatge:. Copper (2,2-5,2% en pes), magnesi (0, 2-2,7%) i manganès (0,2-1%).

Una família d'aliatges d'alumini i silici d'aeronaus (4-13% en massa) amb un contingut detall d'altres elements d'aliatge - coure, manganès, magnesi, zinc, titani, beril·li. S'utilitza per a la fabricació de peces complexes, també conegut com silumin o d'aliatge d'alumini fos. La família de l'aliatge d'alumini-magnesi (1-13% en pes) amb els altres elements tenen una alta ductilitat i resistència a la corrosió.

El paper de coure en la composició d'alumini dels avions

La presència de coure en la composició de l'aviació aliatge contribueix al seu enfortiment, però al mateix temps és dolent per a la seva resistència a la corrosió. Deixar caure en els límits de gra durant el refredament ràpid, coure fa que l'aliatge susceptible a la corrosió per picada, corrosió per tensió i la corrosió intergranular. Zones riques en coure és galvànicament més catòdica de la matriu d'alumini que envolta i per tant més susceptibles a la corrosió que es produeix per un mecanisme electroquímic. L'augment del contingut de coure en el pes de l'aliatge a 12% augmenta les propietats de resistència causa de l'enduriment de partícules durant l'envelliment. Quan el contingut de coure en la composició de més de 12% l'aliatge es torna fràgil.

Els camps d'aplicació

Els aliatges d'alumini són els més populars de metall de venda. aeronaus de pes resistència de l'aliatge d'alumini de grau de llum fan d'aquesta una bona opció per a moltes indústries de les aeronaus a articles per a la llar (telèfons mòbils, auriculars, llanternes). Els aliatges d'alumini s'usen en la construcció naval, fabricació d'automòbils, construcció, transport w / d en la indústria nuclear.

Àmpliament afirmat aliatges amb contingut de coure moderada (2014, 2024 etc.). Perfils d'aquests aliatges tenen una alta resistència a la corrosió, bona treballabilitat, punt soldabilitat. D'ells es fan responsables de disseny d'avions, camions pesats, vehicles militars.

compost d'alumini de l'avió Propietats

Soldadura d'aliatges d'aeronaus es duu a terme exclusivament en un gas inert de protecció. Els gasos preferits són heli, argó o una barreja dels mateixos. Es té major conductivitat tèrmica de l'heli. Això determina el comportament de la temperatura més favorable de l'entorn de soldadura que li permet ser prou còmode per connectar elements estructurals de paret gruixuda. L'ús de mescles de gasos de protecció millora la ventilació. La probabilitat de la formació de porus en la soldadura es redueix en gran mesura.

L'ús a la indústria aeronàutica

aliatges d'alumini Aircraft originalment creats específicament per a la construcció d'avions. D'aquests, l'allotjament està fet de peces de motors d'aeronaus, xassís, tancs de combustible, i altres dispositius de fixació. Els detalls de l'alumini dels avions s'utilitzen en el compartiment interior de passatgers.

2xxx aliatges d'alumini de la sèrie s'utilitzen per a la producció de peces exposades a altes temperatures. nodes Detalls lleugerament carregat, combustible, i sistemes d'oli hidràulic són d'aliatge de 3xxx, 5xxx i 6xxx. El més àmpliament utilitzat en la indústria aeronàutica era aliatge de 7075. A partir d'ella es fan els elements per funcionar a una càrrega gran, amb baixes temperatures, alta resistència a la corrosió. La base de l'aliatge és d'alumini, i els elements d'aliatge important de magnesi, zinc i coure. A partir d'ella es fa els perfils d'energia de les estructures d'aeronaus, les parts de la coberta.