Fly aluminium: karakteristika

Grund af den lethed, duktilitet og modstandsdygtighed over for korrosion af aluminium er blevet et uundværligt materiale i mange industrier. Fly aluminium - gruppe af legeringer afviger i optagelse af høj styrke magnesium, silicium, kobber og mangan. Bibringe yderligere styrke til legeringen ved hjælp af m. N. "Aging effekt" - en særlig fremgangsmåde til hærdning under indflydelse i lang tid en aggressiv atmosfærisk miljø. Legeringen blev opfundet i begyndelsen af det 20. århundrede under navnet duraluminium, nu kendt også under navnet "Avial".

Definition. historisk baggrund

Begyndelsen af historien om aluminium luftfart legering anses for at være 1909. Tysk metallurgiske ingeniør Alfred Wilm empirisk etableret, hvis en aluminiumlegering med en lille tilsætning af kobber, mangan og magnesium efter hærdning ved en temperatur på 500 ° C og stands henstå ved 20-25 ° i 4-5 dage, det gradvist bliver sværere og stærkere, uden at miste fleksibiliteten. Proceduren kaldes "aldring" eller "modning". Under denne hærdning kobberatomer hans position mindste flere zoner ved korngrænserne. Diameteren af kobber atom er mindre end for aluminium, fordi der er trykspænding, hvorved styrken af materialet.

For første gang legeringen man beherskede tyske fabrikker Dürener Metallwerken og modtog mærke Dural, deraf navnet "duralumin". Efterfølgende Amerikansk metallurgiekspert R. B. og Archer Dzhafris sammensætning forbedres ved at ændre procentdelen af hovedsagelig magnesium. Den nye legering kaldet 2024, at forskellige modifikationer i vidt omfang anvendes i dag, men hele familien af legeringer - "Avial". Navnet "fly aluminium", har denne legering modtaget næsten umiddelbart efter åbning som helt erstattet træ og metal i konstruktionen af fly.

De vigtigste typer og egenskaber

Der er tre hovedgrupper:

• Familie af aluminium-mangan (Al-Mn), og aluminium-magnesium (Al-Mg). Det vigtigste træk - høj, næppe ringere end ren aluminium korrosionsbestandighed. Sådanne legeringer reagerer godt på svejsning og lodning, men det dårlige snit. Ikke hærdes ved varmebehandling.
• Korrosionsbestandige aluminium-systemet legeringer af magnesium-silicium (Al-Mg-Si). Varmehærdningen, nemlig quenching ved 520 ° C efterfulgt af bratkøling med vand og naturlig ældning i ca. 10 dage. Det tydeligt kendetegn ved denne gruppe af materialer - høj korrosionsbestandighed, når de anvendes under normale forhold, og under stress.
• Strukturelle legeringer, aluminium-kobber-magnesium (Al-Cu-Mg). Deres basis - doteret kobber, mangan, magnesium og aluminium. Ved at variere andelene af legeringselementer fremstillet fly aluminium, hvis karakteristika kan hvoraf variere.

Materialer af den sidstnævnte gruppe har gode mekaniske egenskaber, men er meget modtagelige for korrosion end den første og anden familie af legeringer. Graden af følsomhed over for korrosion er afhængig af typen af overfladebehandling, som stadig er nødvendigt for at beskytte malede eller anodiserede. Korrosionsbestandigheden forøges ved at indføre en del af mangan legering.

Ud over de tre hovedtyper af legeringer er også skelnes smedning legeringer, varmebestandige, høj styrke strukturel et al. Har nødvendig til en særlig anvendelse egenskaber.

Mærkning af legeringer luftfart

Internationale standarder første fly aluminium mærkning ciffer angiver de vigtigste legeringselementer i legeringen:

• 1000 - rent aluminium.
• 2000 - duraluminium legering, legeret med kobber. På en vis periode - den mest almindelige rumfart legering. På grund af den høje følsomhed over for spændingskorrosion i stigende erstattet af 7000 serie legeringer.
• 3000 - legeringselement - mangan.
• 4000 - legeringskomponent - silicium. Legeringer er også kendt som Silumin.
• 5000 - legeringskomponent - magnesium.
• 6000 - de plastiske legeringer. Legerende elementer - magnesium og silicium. Termozakalke kan underkastes forøge styrken, men ringere i denne parameter 2000 og 7000-serien.
• 7000 - termisk hærdet legeringer, den mest holdbare fly-grade aluminium. De vigtigste legeringselementer - zink og magnesium.

Mærkning det andet tal - aluminiumslegering modifikationer efter den første sekvensnummer - tallet "0". De sidste to tal - af legeringen nummer, oplysninger om dens renhed af urenheder. Hvis der tilsættes prototypen legering til markeringen femte karakter "X".

I dag er den mest almindelige klasse fly aluminium: 1100, 2014, 2017, 3003, 2024, 2219, 2025, 5052, 5056. De særlige kendetegn ved disse legeringer er: lethed, duktilitet, god sejhed, slidstyrke, korrosion og høj stress. I flyindustrien de mest anvendte legeringer - luft 6061 og 7075.

struktur

Den vigtigste legeringselementer fly aluminium er kobber, magnesium, silicium, mangan og zink. Vægtprocenten af disse elementer i legeringen bestemme karakteristika såsom styrke, fleksibilitet, modstandsdygtighed over for mekaniske påvirkninger, etc. Basen legering - aluminium, grundlæggende legeringselementer :. Kobber (2,2-5,2 vægt-%), magnesium (0, 2-2,7%) og mangan (0,2-1%).

En familie af luftfartøjer aluminium-silicium-legeringer (4-13 masse%) med en mindre indhold af andre legeringselementer - kobber, mangan, magnesium, zink, titan, beryllium. Det anvendes til fremstilling af komplicerede dele, også kendt som silumin eller støbt aluminiumlegering. Familien af aluminium-magnesium-legering (1-13 vægt-%) med de andre elementer har en høj duktilitet og korrosionsbestandighed.

Rolle kobber i sammensætningen af fly aluminium

Nærvær af kobber i sammensætningen af legeringen luftfarten bidrager til dets styrke, men på samme tid er skadeligt for dens korrosionsbestandighed. Slippe ved korngrænser under quenching, kobber gør legeringen modtagelige for grubetæring, stress og intergranulær korrosion. Zoner rige på kobber er galvanisk mere katodisk end den omgivende aluminium matrix og derfor mere udsat for korrosion forekommer ved elektrokemisk mekanisme. Forøgelse kobberindholdet i legeringen vægt til 12% forøger styrkeegenskaberne grund af partikulære hærdning under ældning. Når indholdet af kobber i sammensætningen af mere end 12% legeringen bliver skør.

Anvendelsesområder

Aluminium legeringer er de mest populære sælgende metal. Letvægts højkvalitets aluminium legering styrke gør dette til et godt valg for mange brancher fra fly til husholdningsartikler (mobiltelefoner, høretelefoner, lommelygter). Aluminiumslegeringer anvendes i skibsbygning, automobil fremstilling, konstruktion, vægt / d transport i den nukleare industri.

Vidt ifølge legeringer med moderat kobberindhold (2014 2024 etc.). Profiler af disse legeringer har høj korrosionsbestandighed, god bearbejdelighed, spot svejsbarhed. Af dem er lavet ansvarlig design af fly, tunge lastbiler, militære køretøjer.

Egenskaber luftfartøjer aluminiumforbindelse

Svejsning luftfartøjer legeringer udelukkende foretages i en beskyttende indifferent gas. Foretrukne gasser er helium, argon eller en blanding deraf. Det har højere termisk ledningsevne af helium. Dette afgør gunstigere temperatur opførsel af svejsning miljø, der gør det muligt for dig at være komfortabel nok til at forbinde tykvæggede strukturelle elementer. Anvendelse af blandinger af beskyttelsesgasser forbedrer udluftningen. Sandsynligheden for dannelsen af porer i svejsningen er stærkt reduceret.

Brugen i flyindustrien

Aircraft aluminiumlegeringer oprindeligt skabt specielt til opførelse af fly. Af disse er huset lavet af fly motordele, chassis, brændstoftanke og andre fastgørelsesindretninger. Nærmere oplysninger om fly aluminium bruges i det indre kabinen.

2xxx serie aluminiumlegeringer anvendes til fremstilling af dele udsat for høje temperaturer. Detaljer let lastede knudepunkter, brændstof, og hydrauliske oliesystemer er lavet af legeret 3xxx, 5xxx og 6xxx. Den mest udbredte i flyindustrien var legering 70-75 ° C Fra det elementerne bringes til at arbejde ved en stor belastning, med lave temperaturer, høj modstandsdygtighed over for korrosion. Grundlaget af legeringen er aluminium, og de store legeringselementer magnesium, zink og kobber. Fra det er lavet magt profiler af flystrukturer, skaldelene.