Lugvaart-aluminium: eienskappe

As gevolg van sy ligte, buigbaarheid en weerstand teen korrosie, het aluminium in baie nywerhede 'n onontbeerlike materiaal geword. Lugvaart aluminium is 'n groep legerings wat gekenmerk word deur verhoogde krag met die insluiting van magnesium, silikon, koper en mangaan. Bykomende krag van die legering word gegee deur die sogenaamde. "Veroudering effek" is 'n spesiale metode van verharding onder die invloed van 'n aggressiewe atmosferiese omgewing vir 'n lang tyd. Die legering is in die begin van die 20ste eeu, dirural, uitgevind en is nou ook bekend as die "avial".

Definisie. Historiese afwyking

Die begin van die geskiedenis van lugvaart aluminiumlegerings is 1909. Die Duitse metallurgiese ingenieur Alfred Wilm het eksperimenteel vasgestel dat as 'n aluminiumlegering met 'n ligte toevoeging van koper, mangaan en magnesium by 500 ° C uitgeblus word en teen 4-5 dae by 20-25 grade uitblus word, word dit geleidelik harder en Sterker, sonder om plastisiteit te verloor. Die prosedure is "veroudering" of "volwassenheid" genoem. In die proses van hierdie verharding vul koperatome 'n menigte klein sones by die graangrense. Die deursnee van die koperatoom is kleiner as dié van aluminium, dus verskyn 'n drukstres wat die sterkte van die materiaal verhoog.

Vir die eerste keer was die legering by die Duitse plante Dürener Metallwerken bemeester en het die handelsmerk Dural, dus die naam "duralumin", die handelsmerk ontvang. Daarna het die Amerikaanse metallurgers R. Archer en V. Jafris die samestelling verbeter en die persentasie verander, hoofsaaklik magnesium. Die nuwe legering is 2024 genoem, wat in verskeie wysigings wyd gebruik word, en die hele familie van legerings - Avial. Die naam "lugvaartaluminium" is amper onmiddellik ná die ontdekking verkry, aangesien dit die hout en metaal in die vliegtuigstrukture heeltemal vervang het.

Hoofsoorte en eienskappe

Daar is drie hoofgroepe:

• Gesinne van aluminium-mangaan (Al-Mn) en aluminium-magnesium (Al-Mg). Die hoofkarakteristiek - hoog, wat skaars aan pure korrosiebestendigheid van aluminium verleen. Sulke legerings is goed geskik vir soldeerwerk en sweiswerk, maar hulle is swak geknip. Moet nie verhit word deur hittebehandeling nie.
• Korrosiebestande legerings van die aluminium-magnesium-silikon (Al-Mg-Si) stelsel. Hulle word versterk deur hittebehandeling, naamlik uitblus by 'n temperatuur van 520 ° C, gevolg deur 'n skerp verkoeling van water en natuurlike veroudering vir ongeveer 10 dae. 'N Eiesoortige kenmerk van die materiale van hierdie groep is die hoë korrosieweerstand in werking onder normale toestande en onder spanning.
• Strukturele legerings van aluminium-koper-magnesium (Al-Cu-Mg). Hul basis is aluminium, gelegeer met koper, mangaan en magnesium. Deur die verhoudings van die legeringselemente te verander, word lugvaart aluminium verkry , waarvan die eienskappe kan verskil.

Die materiaal van laasgenoemde groep het goeie meganiese eienskappe, maar is hoogs geneig tot korrosie as die eerste en tweede familie van legerings. Die mate van korrosie vatbaarheid hang af van die soort oppervlakbehandeling wat nog steeds deur verf of anodisering beskerm moet word. Korrosieweerstand word gedeeltelik verhoog deur mangaan in die samestelling in te voer.

Benewens die drie hooftipes legerings, smelt legerings, hittebestande, hoë sterkte struktuur, en ander besit eienskappe wat nodig is vir 'n spesifieke toepassingsveld, word ook onderskei.

Nasien van lugvaartallooie

In internasionale standaarde dui die eerste figuur vir die nasien van lugvaart aluminium die hooflegeringselemente van die legering aan:

• 1000 - suiwer aluminium.
• 2000 - duralumin, legerings gedoop met koper. In 'n sekere tydperk - die mees algemene lugvaart-legering. As gevolg van die hoë sensitiwiteit vir korrosie krake, word hulle toenemend vervang met 7000-reeks legerings.
• 3000 - legeringselement - mangaan.
• 4000 - legeringselement - silikon. Legerings is ook bekend as silumien.
• 5000 - legeringselement - magnesium.
• 6000 - die meeste plastieklegerings. Aldusende elemente is magnesium en silikon. Kan onderhewig wees aan hitte krake om krag te verhoog, maar hierdie parameter is minderwaardig as die 2000 en 7000-reeks.
• 7000 - termiese verhard legerings, die duursame lugvaart aluminium. Die belangrikste legeringselemente is sink en magnesium.

Die tweede syfer van die merk is die reeksnommer van die modifikasie van die aluminium allooi na die eerste een - die syfer "0". Die twee finale syfers is die nommer van die legering self, inligting oor die suiwerheid daarvan deur onsuiwerhede. As die legering ervaar word, word 'n vyfde teken "X" by die nasien gevoeg.

Tot dusver is die algemeenste handelsmerke van lugvaart-aluminium: 1100, 2014, 2017, 3003, 2024, 2219, 2025, 5052, 5056. Die kenmerkende eienskappe van hierdie legerings is: ligte, buigbaarheid, goeie sterkte, weerstand teen wrywing, korrosie en hoë vragte. In vliegtuigbou is die mees gebruikte legerings die lugvaart aluminium 6061 en 7075.

struktuur

Die hooflegeringselemente van lugvaartaluminium is: koper, magnesium, silikon, mangaan, sink. Die persentasie van hierdie elemente volgens massa in die legering bepaal sulke eienskappe soos sterkte, buigsaamheid, weerstand teen meganiese invloede, ens. Die basis van die legering is aluminium, die hooflegeringselemente is koper (2,2-5,2 gewig%), magnesium (0, 2-2.7%) en mangaan (0.2-1%).

'N Gesin lugvaartallooie van aluminium met silikon (4-13% massa) met onbeduidende inhoud van ander legeringselemente - koper, mangaan, magnesium, sink, titanium, berillium. Word gebruik vir die vervaardiging van komplekse dele, ook bekend as silumien of gieterijlegering. 'N Gesin van aluminium-magnesium legerings (1-13% volgens gewig) met ander elemente beskik oor hoë plastisiteit en korrosieweerstand.

Die rol van koper in lugvaart aluminium

Die teenwoordigheid van koper in die samestelling van 'n lugvaartlegering dra by tot die verharding daarvan, maar terselfdertyd het dit nie 'n goeie uitwerking op sy korrosieweerstand nie. Koper maak die legering geneig om korrosie, strescorrosie en intergranulêre roes in die korrelgrense te val tydens die verhardingsproses. Gebiede wat ryk is aan koper is meer galvanies katodies as die aluminiummatriks om, en is dus meer kwesbaar vir korrosie wat op die galvaniese meganisme voorkom. 'N Toename in die koperinhoud in die legeringsmassa tot 12% verhoog die sterkte eienskappe as gevolg van die verspreide verharding in die verouderingsproses. Met 'n koperinhoud van meer as 12%, word die legering bros.

Velde van toepassing

Aluminiumlegerings is die gewildste metaal te koop. Die ligte gewig van lugvaart-aluminium, duursaamheid, maak hierdie legering 'n goeie keuse vir baie produksies van vliegtuie tot huishoudelike items (selfone, koptelefoon, flitse). Aluminium legerings word gebruik in die Skipbouery, motor-, konstruksie-, spoorvervoer, in die kernbedryf.

Wydverspreide vraag na legerings met 'n matige inhoud van koper (2014, 2024 ander). Profiele van hierdie legerings het 'n hoë korrosieweerstand, goeie bewerkbaarheid, en vlekvlekbaarheid. Hiervan word verantwoordelike strukture van vliegtuie, swaar voertuie, militêre toerusting vervaardig.

Kenmerke van die lugvaart-aluminiumverbinding

Sweis van lugvaartallooie word uitsluitlik in die beskermende omgewing van inerte gasse uitgevoer. Gewenste gasse is: helium, argon of 'n mengsel daarvan. Helium is meer hoogs geleidend. Dit bepaal die gunstiger temperatuur eienskappe van die sweismiddel, wat dit moontlik maak om die dikwandige elemente van die strukture redelik gemaklik te verbind. Die gebruik van 'n mengsel van beskermende gasse bevorder 'n meer volledige gasuitvloei. Die waarskynlikheid van die vorming van porieë in die gesweisde gewrig word aansienlik verminder.

Toepassing in vliegtuigkonstruksie

Lugvaart aluminiumlegerings is oorspronklik geskep vir die konstruksie van lugvaarttoerusting. Van hulle is die rompe van vliegtuie, enjinonderdele, onderstel, brandstoftenks, bevestigingsapparaat, ens. Gemaak van aluminium-vliegtuie in die binnekant van die kajuit.

Aluminiumlegerings van die 2ххre-reeks word gebruik vir die vervaardiging van onderdele wat aan hoë temperature blootgestel word. Besonderhede van liggeleë eenhede, brandstof, hidrouliese en oliesisteme is gemaak van legerings 3xxx, 5xxx en 6xxx. Die grootste gebruik in vliegtuigkonstruksie is 7075 legering. Dit lewer elemente vir werk onder aansienlike vrag, lae temperature met hoë weerstand teen korrosie. Die basis van die legering is aluminium, en die hooflegeringselemente is magnesium, sink en koper. Daaruit word die kragprofiele van vliegtuigstrukture, elemente van vel gemaak.