Детали из алюминия и нержавеющей стали для аэрокосмического применения

При создании деталей для аэрокосмических приложений необходимо учитывать множество факторов, таких как форма, вес и долговечность детали. Эти факторы будут влиять на летную ценность самолета. В течение многих лет предпочтительным материалом для аэрокосмических приложений был алюминий. Однако в современных реактивных самолетах он составляет лишь 20 % конструкции.

Однако из-за спроса на легкие самолеты в современной аэрокосмической промышленности продолжает расти использование композитных материалов, таких как полимеры, армированные углеродом, и сотовые материалы. В последние годы производители аэрокосмической техники начали изучать альтернативы алюминию, одной из которых является авиакосмическая нержавеющая сталь. Использование этой нержавеющей стали в новых компонентах самолетов увеличилось. В этом посте рассказывается об использовании и различиях между алюминием и нержавеющей сталью в современных самолетах.

Алюминиевые детали для аэрокосмических приложений

Алюминий — относительно легкий материал, его вес составляет примерно 2,7 г/см3 (грамм на кубический сантиметр). Хотя алюминий легче и дешевле нержавеющей стали, он не такой прочный и устойчивый к коррозии, как нержавеющая сталь. С точки зрения долговечности и прочности нержавеющая сталь превосходит алюминий.

Хотя использование алюминия во многих аспектах аэрокосмической промышленности сократилось, алюминий по-прежнему широко используется в современных самолетах. Для многих конкретных целей алюминий по-прежнему остается самым прочным и легким материалом. Благодаря высокой пластичности он легко обрабатывается и относительно дешев по сравнению со многими композитными материалами или титаном. Его также можно дополнительно улучшить, сплавив его с другими металлами (такими как медь, магний, марганец и цинк) или с помощью холодной или термической обработки. Когда алюминий подвергается воздействию воздуха, тесные химические оксидные связи изолируют алюминий от окружающей среды. Эта функция делает его чрезвычайно устойчивым к коррозии.

Самые популярные алюминиевые сплавы, используемые в производстве аэрокосмических деталей, включают:

• Алюминиевый сплав 7075 (алюминий/цинк)
• Алюминиевый сплав 7475-02 (алюминий/цинк/магний/кремний/хром)
• Алюминиевый сплав 6061 (алюминий/магний/кремний)

7075 представляет собой комбинацию алюминия и цинка и является наиболее часто используемым сплавом в аэрокосмической промышленности с превосходными механическими свойствами, пластичностью, прочностью и сопротивлением усталости.

7475-02 представляет собой комбинацию алюминия, цинка, кремния и хрома, а 6061 содержит алюминий, магний и кремний. Какой сплав требуется, полностью зависит от предполагаемого применения концевой части. Хотя многие алюминиевые детали самолетов носят исключительно декоративный характер, некоторые детали необходимы для работы самолета и должны иметь определенные характеристики.

Распространенным типом алюминиевого сплава, используемого в аэрокосмической промышленности, является алюминиево-скандий. Добавление скандия к алюминию повышает прочность металла и его способность противостоять нагреву. Использование алюминия-скандия также может повысить эффективность использования топлива. Поскольку это альтернатива более плотным материалам, таким как сталь и титан, замена их более легким алюминием-скандием приводит к снижению веса, что, в свою очередь, обеспечивает большую топливную экономичность.

Детали из нержавеющей стали для аэрокосмических приложений

В аэрокосмической промышленности нержавеющая сталь кажется удивительным выбором по сравнению с алюминием. Хотя нержавеющая сталь имеет больший вес, в последнее время было обнаружено, что ее использование в аэрокосмической отрасли расширяется.

Нержавеющая сталь относится к семейству сплавов на основе железа, содержащих не менее 11% хрома, который представляет собой соединение, предотвращающее коррозию железа и обеспечивающее термостойкость. Различные типы нержавеющей стали включают азот, алюминий, кремний, серу, титан, никель, медь, селен, ниобий и молибден. Тип нержавеющей стали был классифицирован и представлен тремя цифрами. Хотя часто используемая нержавеющая сталь составляет лишь около одной десятой, существует более 150 марок нержавеющей стали. Кроме того, из нержавеющей стали можно формовать тонкие листы, пластины, стержни, проволоку и трубы, что делает ее пригодной для различных применений. Существует пять основных групп нержавеющих сталей, в основном классифицируемых по их кристаллической структуре. Эти группы включают аустенитные, ферритные, мартенситные, дуплексные и дисперсионно-твердеющие нержавеющие стали.

Как упоминалось выше, нержавеющая сталь представляет собой сплав, изготовленный из комбинации стали и хрома. Прочность нержавеющей стали напрямую связана с содержанием хрома в сплаве. Чем выше содержание хрома, тем прочнее сталь. Было обнаружено, что использование сплавов из нержавеющей стали увеличивается в компонентах самолетов, которые требуют высокой прочности, но могут выдерживать повышенный вес. Нержавеющая сталь обладает высокой коррозионной стойкостью и устойчивостью к высоким температурам, что делает ее пригодной для изготовления целого ряда аэрокосмических компонентов, включая приводы, крепежные детали и компоненты шасси.

Преимущества:

Хотя нержавеющая сталь прочнее алюминия, она обычно намного тяжелее. Однако по сравнению с алюминием детали из нержавеющей стали имеют два основных преимущества:

Нержавеющая сталь обладает высокой коррозионной стойкостью.

Стойкость нержавеющей стали к триоксиду железа обусловлена ​​наличием в сплаве хрома, образующего пассивирующую пленку для защиты материала от коррозии. Будь то атмосферные условия или химические растворители, нержавеющая сталь обладает высокой коррозионной стойкостью. Благодаря защитному оксидному слою нержавеющая сталь предотвращает окисление и коррозию. Фактически, при воздействии кислорода мембрана может восстанавливаться. Устойчивость к коррозии и загрязнению, низкие затраты на техническое обслуживание и знакомый блеск делают нержавеющую сталь распространенным материалом в тех областях, где требуется прочность и коррозионная стойкость.

Нержавеющая сталь прочнее и устойчивее к износу.

Нержавеющая сталь имеет более высокую прочность на растяжение, чем алюминий, и может лучше противостоять нагрузкам, вибрации, царапинам, ударам и повреждениям. Например, предел прочности при растяжении нержавеющей стали марки 304 выше, чем у алюминия, и составляет 505 МПа (73 200 фунтов на кв. дюйм) и 310 МПа (45 000 фунтов на кв. дюйм) соответственно.

Модуль сдвига и температура плавления нержавеющей стали также выше, чем у алюминия .

Эти характеристики важны для многих деталей аэрокосмической отрасли и делают детали из нержавеющей стали универсальным выбором для аэрокосмической техники.

К другим достоинствам нержавейки можно отнести ее отличную термостойкость и огнестойкость, яркий красивый внешний вид, отличные гигиенические качества. Нержавеющая сталь также проста в производстве, что является важным фактором, когда все части самолета должны быть сварены, обработаны или вырезаны в соответствии с точными спецификациями. Наконец, некоторые сплавы нержавеющей стали обладают чрезвычайно высокой ударопрочностью, что является важным фактором безопасности и долговечности больших самолетов.

Заключение

С течением времени аэрокосмическая промышленность становится все более и более разнообразной, и современные аэрокосмические аппараты все чаще изготавливаются с фюзеляжем или планером из нержавеющей стали. Несмотря на более высокую цену, они также намного прочнее алюминия и, в зависимости от используемого сплава, по-прежнему могут обеспечивать превосходное соотношение прочности и веса.

Если вы ищете высококачественные алюминиевые детали для самолетов или детали для самолетов из нержавеющей стали, мы можем предоставить вам необходимые детали. мы можем помочь вам найти все типы авиационных деталей из алюминия и нержавеющей стали и доставить их в кратчайшие сроки и по конкурентоспособным ценам. Чтобы получить быстрое и конкурентоспособное предложение, напишите нам по адресу [email protected].