אלומיניום מטוסים: מאפיינים

בשל הקלות, גמישות ועמידות בפני קורוזיה של אלומיניום הפך חומר חיוני בתעשיות רבות. אלומיניום מטוסים - קבוצה של סגסוגות שונות של הכללת מגנזיום חוזק גבוה, סיליקון, נחושת, מנגן. ולהקנות כוח נוסף סגסוגת באמצעות m. נ "אפקט הזדקנות" - שיטה מיוחדת של התקשות תחת השפעת במשך זמן רב בסביבת אטמוספרית אגרסיבית. סגסוגת הומצאה במאה ה -20 תחת שם duralumin, עכשיו ידוע גם תחת השם "אביאל".

הגדרה. רקע היסטורי

תחילת ההיסטוריה של סגסוגת אלומיניום תעופתי נחשבת 1909. מהנדס מתכות גרמניות אלפרד וילם הוקמה אמפירית, אם סגסוגת אלומיניום עם תוספת קטנה של נחושת, מנגן ומגנזיום לאחר התקשות בטמפרטורה של 500 מעלות צלזיוס ו להרוות לעמוד 20-25 מעלות במשך 4-5 ימים, היא הופכת בהדרגה קשה יותר חזק, מבלי לאבד את הגמישות. ההליך נקרא "הזדקנות" או "התבגרות". במהלך התקשות זו אטומי נחושת למלא את הריבוי הקטן של אזורי בבית דגן גבולות. קוטר האטום נחושת קטן מזה של אלומיניום, משום שיש מתח דחיסה, ובכך להגדיל את כוחו של החומר.

בפעם הראשונה הסגסוגת היה שולט בכל המפעלים הגרמניים Dürener Metallwerken וקיבל מותג Dural, ומכאן השם "duralumin". לאחר מכן, מֵטַלוּרגִיסט האמריקנית ר ב ורכב Archer Dzhafris השתפרו ידי שינוי באחוז בעיקר מגנזיום. סגסוגת חדשה בשם 2024 לבדוק אילו שינויים שונים נמצאים בשימוש נרחב היום, אבל המשפחה של סגסוגות - "אביאל". השם "מטוסים אלומיניום", סגסוגת זו קיבלה כמעט מיד לאחר פתיחת כפי לחלוטין החליף את עץ ומתכת בבניית מטוסים.

הסוגים והמאפיינים העיקריים

ישנן שלוש קבוצות עיקריות:

• משפחה של-מנגן אלומיניום (Al-Mn), ו-מגנזיום אלומיניום (Al-Mg). המאפיין העיקרי - גבוה, בקושי נחות התנגדות קורוזיה אלומיניום טהור. סגסוגות כזה מגיבה היטב ריתוך והלחמה, אבל לחתוך הרע. לא קשוח על ידי טיפול בחום.
• קורוזיה עמידה סגסוגות-מערכת אלומיניום של סיליקון ומגנזיום (אל-Mg-סי). התקשות טיפול בחום, כלומר מרווה ב 520 ° C ואחריו מרווה במים והזדקנות טבעית במשך כ 10 ימים. מאפיין ההבחנה של הקבוצה הזאת של חומרים - עמידות גבוהה בפני קורוזיה בעת שימוש בתנאים נורמלים, ותחת לחץ.
• סגסוגות מבנית, אלומיניום-נחושת-מגנזיום (Al-Cu-Mg). הבסיס שלהם - מסומם נחושת, מנגן, מגנזיום ואלומיניום. שינויים ביחס של אלמנטים יתווכו מטוסים המוכנים אלומיניום, המאפיינים של אשר עשויים להשתנות.

חומרים של הקבוצה השנייה בעלי תכונות מכאניות טובות, אבל הם מאוד רגישים קורוזיה מאשר המשפחה הראשונה והשנייה של סגסוגות. מידת רגישות הקורוזיה תלויה בסוג טיפול שטח, אשר עדיין נחוץ כדי להגן על צבוע או אנודייז. התנגדות הקורוזיה מוגברת על ידי החדרת חלק מסגסוגת מנגן.

בנוסף לשלושת הסוגים העיקריים של סגסוגות גם חישול מכובד סגסוגות, עמיד בחום, חוזק גבוה מבני ואח. האם הכרחי מאפייני יישום מסוימים.

סימון של סגסוגות תעופה

סטנדרטים בינלאומיים ספרות לציון מטוסי אלומיניום הראשון מצביעה על האלמנטים יתווכו העיקריים של סגסוגת:

• 1000 - אלומיניום טהור.
• 2000 - סגסוגת duralumin, בשילוב נחושת. בתקופה מסוימת - הסגסוגת והחלל הנפוצה ביותר. בשל הרגישות הגבוהה כדי סקו"מ מוחלף ויותר על ידי סגסוגות סדרה 7000.
• 3000 - אלמנט יתווך - מנגן.
• 4000 - אלמנט יתווך - סיליקון. סגסוגות ידועים גם בשם Silumin.
• 5000 - אלמנט יתווך - מגנזיום.
• 6000 - סגסוגות הפלסטיק ביותר. נתוך אלמנטים - מגנזיום וסיליקון. Termozakalke עלול להיות כפוף להם להגדיל את הכח, אבל נחות בפרמטר זה 2000 וסדרות 7000.
• 7000 - מוקשה תרמית סגסוגות, אלומיניום מטוסי הכיתה העמיד ביותר. האלמנטים יתווכו העיקריים - האבץ ומגנזיום.

סימון הדמות השנייה - שינויים מסגסוגת אלומיניום לאחר מספר הרצף הראשוני - המספר "0". שתי הדמויות הסופיות - של מספר סגסוגת, המידע על הטוהר שלה של זיהומים. אם סגסוגת אב הטיפוס מתווספת הדמות החמישית הסימון "X".

כיום, האלומיניום הנפוץ ביותר מטוסי כיתת 1100, 2014, 2017, 3003, 2024, 2219, 2025, 5052, 5056. המאפיינים של סגסוגות אלו הם: קלילות, גמישות, קשיחות טובה, עמידות בפני שחיקה, קורוזיה ומתח גבוה. בתעשיית המטוסים סגסוגות הנפוץ ביותר - אוויר 6061 ו 7075.

מבנה

אלומיניום מטוסי אלמנטים יתווכו העיקריים הם נחושת, מגנזיום, צורן, מנגן, אבץ. אחוז לפי משקל של רכיבים אלה סגסוגת לקבוע מאפיינים כגון חוזק, גמישות, עמידות לפגיעות מכניות, וכו 'סגסוגת בסיס - אלומיניום, אלמנטים נתוך בסיסיים :. נחושת (2,2-5,2% לפי משקל), מגנזיום (0, 2-2.7%) ומנגן (0.2-1%).

משפחה של סגסוגות אלומיניום-צורן מטוסים (% מסה 4-13) עם תכולת קטין של אלמנטים נתוך אחרים - נחושת, מנגן, מגנזיום, אבץ, טיטניום, בריליום. זה משמש לייצור של חלקים מורכבים, הידוע גם בשם Silumin או סגסוגת אלומיניום יצוק. משפחת סגסוגת אלומיניום-מגנזיום (1-13% לפי משקל) עם אלמנטים אחרים יש משיכות גבוה ועמידות בפני קורוזיה.

תפקידו של נחושת בהרכב של אלומיניום מטוסים

הנוכחות של נחושת בהרכב של התעופה סגסוגת תורמת להתחזקות שלה, אבל באותו הזמן היא רע התנגדות הקורוזיה שלה. השמט על גבולות תבואה במהלך מרווה, נחושת הופכת את מסגסוגת רגישה קורוזיה חורה, קורוזית מתח קורוזית intergranular. אזורים עשירים בנחושת הוא galvanically יותר קתודית מאשר מטריקס האלומיניום שמסביב ולכן רגיש יותר קורוזיה המתרחשים ידי מנגנון אלקטרוכימי. הגדלת ריכוז נחושת משקל סגסוגת כדי 12% מגדילה את מאפייני הכח בשל הקשחת החלקיקים במהלך ההזדקנות. כאשר התוכן של נחושת בהרכב של יותר מ 12% הסגסוגת והופך פריך.

תחומי יישום

סגסוגות אלומיניום הן המתכת הכי הפופולרית, והמכירות. משקל סגסוגת אלומיניום כיתת אור מטוסי כוח להפוך את זה בחירה טובה עבור תעשיות רבות מן המטוס אל פריטים ביתיים (טלפונים סלולריים, אוזניות, פנסים). סגסוגות אלומיניום משמשות בניית ספינות, ייצור רכב, בנייה, תחבורת ד / w בתעשיית הגרעין.

נרחב טען סגסוגות עם תוכן נחושת מתון (2014, 2024 וכו '). יש פרופילים של סגסוגות אלה עמידות גבוהה בפני קורוזיה, יכולת תפעול טוב, רתיכות נקודה. מן עשויים עיצוב אחראי של מטוסים, משאיות כבדות, כלי רכב צבאיים.

תרכובת אלומיניום מטוסים מאפיינת

ריתוך סגסוגות מטוסים מתבצע באופן בלעדי גז אינרטי מגן. גזים מועדפים הם הליום, ארגון או תערובת ממנו. יש לו מוליכות תרמית גבוהה של הליום. זו קובעת התנהגות טמפרטורה נוחה יותר של סביבת הריתוך המאפשרת לך להיות נוח מספיק כדי לחבר אלמנטים מבניים עב-קירות. שימוש תערובות של גזי מיגון משפר את האוורור. ההסתברות של היווצרות של נקבוביות בריתוך מופחת במידה ניכרת.

השימוש בתעשיית המטוסים

סגסוגות אלומיניום מטוסים במקור נוצרו במיוחד לבניית מטוסים. מבין אלה, דיור עשוי חלקי מנוע המטוס, המארז, מיכלי דלק, והתקנים לחיזוק אחרים. פרטים של אלומיניום מטוסים המשמשים בתא הנוסעים הפנים.

סגסוגות אלומיניום סדרת 2xxx משמשות לייצור החלקים החשופים לטמפרטורות גבוהות. בלוטות פרטים טעונות בקלילות, דלק, ומערכות שמן הידראוליות עשויות 3XXX סגסוגת, 5xxx ו 6xxx. הנפוץ ביותר בתעשיית המטוסים היה סגסוגת 7075. מתוך זה האלמנטים עשויים לפעול בעומס גדול, עם טמפרטורות נמוכות, עמידות גבוהה בפני קורוזיה. הבסיס של סגסוגת אלומיניום הוא, ואת מגנזיום אלמנטים יתווכו העיקרי, אבץ ונחושת. מתוך זה הוא עשה את פרופילי הכח של מבני מטוסים, חלקי הפגז.