อลูมิเนียม: ลักษณะ

เนื่องจากความสะดวกในเหนียวและทนต่อการกัดกร่อนของอลูมิเนียมได้กลายเป็นวัสดุที่ขาดไม่ได้ในหลายอุตสาหกรรม อลูมิเนียม - กลุ่มของโลหะผสมที่แตกต่างกันในการรวมของความแข็งแรงสูงแมกนีเซียมซิลิกอน, ทองแดงและแมงกานีส ให้ความแข็งแรงเพิ่มเติมเพื่ออัลลอยด์โดยวิธีการของม. เอ็น "ริ้วรอย" - วิธีการพิเศษของการชุบแข็งภายใต้อิทธิพลเป็นเวลานานสภาพแวดล้อมบรรยากาศก้าวร้าว โลหะผสมถูกคิดค้นในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 ภายใต้ชื่อของ duralumin บัดนี้เป็นที่รู้จักภายใต้ชื่อ "avial"

คำนิยาม ภูมิหลังทางประวัติศาสตร์

จุดเริ่มต้นของประวัติศาสตร์ของอลูมิเนียมการบินจะถือเป็น 1909 เยอรมันโลหะวิศวกรอัลเฟรดไวิล์ม์สังเกตุที่จัดตั้งขึ้นถ้าเป็นโลหะผสมอลูมิเนียมที่มีขนาดเล็กนอกจากทองแดงแมงกานีสและแมกนีเซียมหลังจากแข็งที่อุณหภูมิ 500 องศาเซลเซียสและดับยืนอยู่ที่ 20-25 องศาสำหรับ 4-5 วันก็ค่อย ๆ กลายเป็นยากขึ้นและ แข็งแกร่งโดยไม่สูญเสียความยืดหยุ่น ขั้นตอนที่เรียกว่า "ริ้วรอย" หรือ "สุก" ในช่วงนี้แข็งอะตอมทองแดงเติมส่วนใหญ่มีขนาดเล็กที่สุดของโซนที่ข้าวเขตแดน เส้นผ่าศูนย์กลางของอะตอมทองแดงมีขนาดเล็กกว่าที่ของอลูมิเนียมเนื่องจากมีการบีบอัดความเครียดจึงช่วยเพิ่มความแข็งแรงของวัสดุ

เป็นครั้งแรกที่ได้รับการผสมเข้าใจที่โรงงานเยอรมันDürener Metallwerken และได้รับแบรนด์ Dural จึงชื่อ "duralumin" ต่อมาโลหกรรมอเมริกันอาร์บีอาร์เชอร์และ Dzhafris องค์ประกอบที่ดีขึ้นโดยการเปลี่ยนส่วนใหญ่ร้อยละของแมกนีเซียม โลหะผสมใหม่ที่เรียกว่า 2024 ซึ่งการปรับเปลี่ยนต่างๆถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในวันนี้ แต่ทั้งครอบครัวของโลหะผสม - "avial" ชื่อ "อลูมิเนียมเครื่องบิน" โลหะผสมนี้ได้รับเกือบจะในทันทีหลังจากที่เปิดเป็นอย่างสมบูรณ์แทนที่ไม้และโลหะในการก่อสร้างของเครื่องบิน

ประเภทหลักและลักษณะ

มีสามกลุ่มหลัก ได้แก่ :

• ครอบครัวของอลูมิเนียมแมงกานีส (Al-Mn) และอลูมิเนียมแมกนีเซียม (Al-Mg) คุณสมบัติหลัก - สูงแทบจะไม่ด้อยไปกว่าความต้านทานการกัดกร่อนอลูมิเนียมบริสุทธิ์ โลหะผสมดังกล่าวตอบสนองดีต่อการเชื่อมและบัดกรี แต่ตัดไม่ดี ไม่แข็งโดยการรักษาความร้อน
• ป้องกันการกัดกร่อนโลหะผสมอลูมิเนียมระบบของแมกนีเซียมซิลิกอน (Al-Mg-Si) การรักษาความร้อนแข็งคือดับที่ 520 ° C ตามด้วยน้ำดับและธรรมชาติอายุประมาณ 10 วัน ลักษณะที่แตกต่างของกลุ่มนี้ของวัสดุ - ความต้านทานการกัดกร่อนสูงเมื่อใช้ในสภาวะปกติและอยู่ภายใต้ความเครียด
• โลหะผสมโครงสร้างอลูมิเนียมทองแดงแมกนีเซียม (Al-Cu-Mg) พื้นฐานของพวกเขา - เจือทองแดงแมงกานีส, แมกนีเซียมและอลูมิเนียม โดยการเปลี่ยนแปลงสัดส่วน ขององค์ประกอบผสม เครื่องบินเตรียม อลูมิเนียมลักษณะ ที่อาจแตกต่างกัน

วัสดุของกลุ่มหลังมีคุณสมบัติเชิงกลที่ดี แต่จะมีความอ่อนไหวต่อการกัดกร่อนกว่าครอบครัวเป็นครั้งแรกและครั้งที่สองของโลหะผสม ระดับของความไวต่อการกัดกร่อนจะขึ้นอยู่กับประเภทของการรักษาพื้นผิวซึ่งยังคงเป็นสิ่งที่จำเป็นเพื่อปกป้องทาสีหรือ anodized ความต้านทานการกัดกร่อนที่เพิ่มขึ้นโดยการแนะนำเป็นส่วนหนึ่งของโลหะผสมแมงกานีส

นอกจากนี้ยังมีสามประเภทหลักของโลหะผสมนอกจากนี้ยังมีความโดดเด่นปลอม ผสมทนความร้อน สูงความแข็งแรงของโครงสร้าง et al. ได้จำเป็นสำหรับคุณสมบัติโปรแกรมเฉพาะ

เครื่องหมายของโลหะผสมการบิน

มาตรฐานสากลเครื่องบินลำแรกอลูมิเนียมทำเครื่องหมายหลักบ่งชี้องค์ประกอบผสมที่สำคัญของโลหะผสม:

• 1000 - อลูมิเนียมบริสุทธิ์
• โลหะผสม duralumin, ผสมกับทองแดง - 2000 ในช่วงระยะเวลาหนึ่ง - โลหะผสมการบินและอวกาศที่พบมากที่สุด เนื่องจากมีความไวสูงต่อการแตกร้าวกัดกร่อนความเครียดจะถูกแทนที่มากขึ้นโดย 7000 โลหะผสมชุด
• องค์ประกอบผสม - - 3000 แมงกานีส
• องค์ประกอบผสม - - 4000 ซิลิกอน อัลลอยยังเป็นที่รู้จัก silumin
• องค์ประกอบผสม - - 5000 แมกนีเซียม
• 6000 - ส่วนใหญ่โลหะผสมพลาสติก ผสมองค์ประกอบ - แมกนีเซียมและซิลิกอน Termozakalke อาจจะถูกเพิ่มความแข็งแรง แต่ด้อยกว่าในพารามิเตอร์นี้ 2000 และ 7000 ซีรีส์
• 7000 - โลหะผสมชุบแข็งความร้อนมากที่สุดทนทานอลูมิเนียมเกรดอากาศยาน องค์ประกอบผสมหลัก - สังกะสีและแมกนีเซียม

ทำเครื่องหมายรูปที่สอง - การปรับเปลี่ยนอลูมิเนียมหลังจากที่หมายเลขลำดับเริ่มต้น - หมายเลข "0" สุดท้ายทั้งสองตัวเลข - จำนวนโลหะผสมข้อมูลเกี่ยวกับความบริสุทธิ์ของตนของสิ่งสกปรก หากอัลลอยต้นแบบจะถูกเพิ่มในการทำเครื่องหมายที่ห้าตัวอักษร "X"

วันนี้ชั้นประถมศึกษาปีที่พบมากที่สุดเครื่องบินอลูมิเนียม 1100 2014 2017, 3003, 2024, 2219, 2025, 5052, 5056. คุณสมบัติเด่นของโลหะผสมเหล่านี้คือความสว่าง, ความเหนียวที่ดีความเหนียวทนต่อการขัดถูกัดกร่อนและความเครียดสูง ในอุตสาหกรรมอากาศยานโลหะผสมใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุด - อากาศ 6061 และ 7075

โครงสร้าง

หลักอลูมิเนียมองค์ประกอบผสมเครื่องบินทองแดงแมกนีเซียมซิลิกอน, แมงกานีสและสังกะสี ร้อยละโดยน้ำหนักขององค์ประกอบเหล่านี้ในโลหะผสมกำหนดลักษณะเช่นความแข็งแรงและความยืดหยุ่นทนต่อผลกระทบทางกลและอื่น ๆ โลหะผสมฐาน - อลูมิเนียมผสมองค์ประกอบพื้นฐาน :. ทองแดง (2,2-5,2% โดยน้ำหนัก) แมกนีเซียม (0, 2-2.7%) และแมงกานีส (0.2-1%)

ครอบครัวของอากาศยานโลหะผสมอลูมิเนียมซิลิกอน (4-13 มวล%) ที่มีเนื้อหาไม่บรรลุนิติภาวะขององค์ประกอบอื่น ๆ ผสม - ทองแดงแมงกานีส, แมกนีเซียม, สังกะสี, ไทเทเนียมเบริลเลียม มันใช้สำหรับการผลิตชิ้นส่วนที่ซับซ้อนยังเป็นที่รู้จัก silumin หรือหล่ออลูมิเนียม ครอบครัวของอลูมิเนียมแมกนีเซียม (1-13% โดยน้ำหนัก) กับองค์ประกอบอื่น ๆ มีความเหนียวสูงและทนต่อการกัดกร่อน

บทบาทของทองแดงในองค์ประกอบของอลูมิเนียมเครื่องบิน

การปรากฏตัวของทองแดงในองค์ประกอบของการบินโลหะผสมก่อให้เกิดการเสริมสร้างความเข้มแข็งของมัน แต่ในเวลาเดียวกันจะไม่ดีสำหรับความต้านทานการกัดกร่อนของ ลดลงในข้าวเขตแดนระหว่างดับทองแดงทำให้โลหะผสมไวต่อการกัดกร่อนบ่อกัดกร่อนความเครียดและการกัดกร่อน โซนที่อุดมไปด้วยทองแดง galvanically cathodic มากกว่าอลูมิเนียมเมทริกซ์โดยรอบและดังนั้นจึงอ่อนแอมากขึ้นต่อการกัดกร่อนเกิดขึ้นโดยกลไกไฟฟ้า เพิ่มปริมาณทองแดงน้ำหนักโลหะผสมถึง 12% เพิ่มคุณสมบัติความแข็งแรงเนื่องจากการแข็งอนุภาคในช่วงริ้วรอย เมื่อเนื้อหาของทองแดงในองค์ประกอบของมากกว่า 12% ที่ผสมกลายเป็นเปราะ

ด้านของแอพลิเคชัน

อลูมิเนียมที่นิยมมากที่สุดขายโลหะ น้ำหนักเบาแข็งแรงเกรดอากาศยานอลูมิเนียมทำให้เรื่องนี้เป็นทางเลือกที่ดีสำหรับหลาย ๆ อุตสาหกรรมจากเครื่องบินไปยังรายการของใช้ในครัวเรือน (โทรศัพท์มือถือ, หูฟัง, ไฟฉาย) อลูมิเนียมที่ใช้ในการต่อเรือ, การผลิตรถยนต์, ก่อสร้าง, การขนส่ง W / D ในอุตสาหกรรมนิวเคลียร์

ผสมกันอย่างแพร่หลายอ้างว่ามีเนื้อหาทองแดงในระดับปานกลาง (2014 2024 ฯลฯ ) โปรไฟล์ของโลหะผสมเหล่านี้มีความต้านทานการกัดกร่อนสูงสามารถใช้การได้ดี weldability จุด ของพวกเขาจะทำให้การออกแบบรับผิดชอบของเครื่องบิน, รถบรรทุกหนักรถทหาร

คุณสมบัติของสารอลูมิเนียมเครื่องบิน

เชื่อมโลหะผสมเครื่องบินจะดำเนินการเฉพาะในก๊าซเฉื่อยป้องกัน ก๊าซที่ต้องการเป็นฮีเลียมอาร์กอนหรือส่วนผสมดังกล่าว แต่ก็มีการนำความร้อนที่สูงขึ้นของก๊าซฮีเลียม นี้จะกำหนดพฤติกรรมของอุณหภูมิที่ดีขึ้นของสภาพแวดล้อมการเชื่อมที่ช่วยให้คุณมีความสะดวกสบายมากพอที่จะเชื่อมต่อองค์ประกอบโครงสร้างผนังหนา การใช้สารผสมของก๊าซป้องกันช่วยเพิ่มการระบาย น่าจะเป็นของการก่อตัวของรูขุมขนในรอยเชื่อมจะลดลงมาก

การใช้ในอุตสาหกรรมอากาศยาน

อลูมิเนียมเครื่องบินเดิมที่สร้างขึ้นเฉพาะสำหรับการก่อสร้างของเครื่องบิน ของเหล่านี้ที่อยู่อาศัยที่ทำจากชิ้นส่วนเครื่องยนต์อากาศยานตัวถัง, ถังเชื้อเพลิงและอุปกรณ์ยึดอื่น ๆ . รายละเอียดของอลูมิเนียมที่ใช้ในการตกแต่งภายในห้องโดยสาร

2xxx อลูมิเนียมชุดที่ใช้สำหรับการผลิตชิ้นส่วนสัมผัสกับอุณหภูมิที่สูง โหนดรายละเอียดโหลดเบาน้ำมันเชื้อเพลิงและระบบไฮดรอลิน้ำมันที่ทำจาก 3xxx อัลลอย 5xxx และ 6xxx ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดในอุตสาหกรรมอากาศยานอัลลอย 7075. จากนั้นองค์ประกอบที่จะทำให้การทำงานที่โหลดขนาดใหญ่ที่มีอุณหภูมิต่ำความต้านทานสูงต่อการกัดกร่อน พื้นฐานของโลหะผสมอลูมิเนียมและองค์ประกอบผสมที่สำคัญแมกนีเซียมสังกะสีและทองแดง จากนั้นจะทำโปรไฟล์อำนาจของโครงสร้างอากาศยานชิ้นส่วนเปลือก