Spezifische Anwendungs bereiche und Anforderungen an Aluminium legierung materialien für die Luft-und Raumfahrt

Luftfahrt-Aluminium legierung ist das Rückgrat material für die Herstellung von Flugzeugen und Luft-und Raumfahrt fahrzeugen. Mit der kontinuier lichen Verbesserung der Anforderungen an Flug leistung, Nutzlast, Treibstoff verbrauch, Lebensdauer und Sicherheits zuverlässigkeit im modernen Flugzeug design und-herstellung, für die umfassende Leistungs-und Reduktion wirkung von Aluminium legierung strukturen wurden immer höhere Anforderungen gestellt. Verwendung von großformat igen Aluminium legierung materialien für das CNC-Fräsen zur Herstellung integraler Struktur komponenten aus Aluminium legierung, die die traditionelle Kombination mehrerer Aluminium legierung komponenten ersetzen, kann nicht nur eine signifikante Gewichts reduzierung erreichen und die Zuverlässigkeit des Service prozesses verbessern, sondern auch die Montage prozesse und Herstellungs kosten von Flugzeugen reduzieren.

Dieses fortschritt liche Konstruktions-und Herstellungs verfahren stellt sehr strenge Anforderungen an Aluminium legierung materialien: Die maximale Dicke von Schmiedes tücken aus Aluminium legierung oder vorgespannten Platten muss häufig 150mm oder mehr erreichen. und die umfassende Leistung von Komponenten mit unterschied lichen Dicken ist sehr einheitlich. Zur gleichen Zeit muss es auch eine aus gezeichnete Festigkeit Plastizität Bruch zähigkeit Ermüdung beständigkeit Stress Korrosion und Peeling Korrosions beständigkeit Matching haben.

Aluminium wird aufgrund seiner hohen Volumen energie dichte und Schwierigkeiten bei der versehent lichen Zündung als Haupt treibstoff für Feststoffraketen-Booster in Raumfähren verwendet.

Aluminium legierung platten werden in einer Vielzahl von Luft-und Raumfahrt anwendungen verwendet. Die Anforderungen an Komplexität und Leistung reichen von einfachen Komponenten bis zu den wichtigsten tragenden Strukturen von Flugzeugen. wie der Airbus A340 und Boeing 777.

Die Flugzeug-und Luft-und Raumfahrt industrie verlassen sich seit langem auf Aluminium legierungen. Wenn im Triebwerk keine Aluminium legierung verwendet wird, kann das erste Flugzeug niemals fliegen. Künstliche Satelliten bestehen aus Aluminium, sodass sie den Prozess des Durchquerns unserer heißen Außen atmosphäre und des Eindringens in den Weltraum überleben können. Noch heute verwendet die NASA Aluminium-Lithium-Hybrid-Materialien in fortschritt lichen Orion-Raumfahrzeugen.

Ob beim Entwerfen von Verkehrs flugzeugen oder beim Bau von Präzisions-Raumfähren, Aluminium legierung ist ein entscheidendes Material. Aluminium legierung wird am häufigsten bei der Herstellung von Rumpf, Flügeln und Stütz strukturen verwendet und bietet eine Reihe von Vorteilen für die Flugzeug-und Raumfahrt technik.

In der Luft-und Raumfahrt verwendete Aluminium legierungen werden verwendet, um Bedingungen unter der Null temperatur zu bewältigen, die im kryogenen Raum vakuum auftreten. Auf der anderen Seite haben Aluminium legierungen, die in der Flugzeug herstellung verwendet werden, eine Haltbarkeit und die Fähigkeit, verschiedenen Arten von Korrosion zu widerstehen. Die hohe Stabilität dieser Legierungen macht sie zu einer idealen Wahl für mechanische Komponenten, die auch von der hohen Leitfähig keit von Aluminium profitieren.

Die Anwendung von Aluminium in der Luftfahrt

Aluminium ist in Flugzeugen weit verbreitet, haupt sächlich als Struktur komponenten. Aluminium legierung, aufgrund seiner hohen spezifischen Festigkeit, gute Formbarkeit und Verarbeitung leistung, ist das wichtigste strukturelle Material von Flugzeugen, wie Haut, Rahmen, Propeller, Kraftstoff tank, Wand paneel, und Fahrwerks unterstützung. Die Aluminium umwandlung srate verschiedener Flugzeug modelle kann beispiels weise stark variieren. Der Anteil der Aluminium legierung materialien in Boeing 737 kann 81% erreichen, während der Anteil der Aluminium legierung materialien in Boeing 787 aufgrund der Verwendung einer großen Anzahl von Verbund werkstoffen 20% beträgt.

Aluminium, das in der Luftfahrt verwendet wird, besteht haupt sächlich aus verformtem Aluminium mit einem relativ geringen Anteil an Guss materialien. Im Durchschnitt machen flach gewalzte Materialien etwa 60% des Aluminium verbrauchs in Flugzeugen, extrudierten Materialien (Rohre, Stangen, Profile und Drähte) aus. entfallen auf etwa 28%, Schmiedete ile auf etwa 7% und Gussteile auf etwa 5%.

Nach der Klassifizierung der Legierung zusammensetzung besteht Luftfahrt aluminium haupt sächlich aus 2 Serien und 7 Serien. Die Aluminium legierungen, die heute in verschiedenen Ländern der Welt für die Struktur großer Flugzeuge verwendet werden, sind haupt sächlich hochfeste 2er Serien (2024, 2224, 2324, 24, 24, 2524usw.) und ultra hohe Festigkeit 7 Serie (7075, 7475, 7050, 7150, 7055, 7085usw.), Entfällt etwa 38% bzw. 45% des Anteils von Aluminium materialien in Zivil flugzeugen.

Die Menschen haben eingehende und systematische Forschungen zu den Kompositions-und Synthese methoden, Walzen/Extrusion/Schmieden/Wärme behandlung durchgeführtEnt-Prozesse, Teile verarbeitung, Material-und Struktur leistungs charakterisierung von Aluminium legierungen, die in der Luft-und Raumfahrt verwendet werden. Die Entwicklung von Material produkten hat eine Reihe gebildet, und eine Reihe bedeutender Erfolge wurden in der Anwendung erzielt. Insbesondere seit den späten 1980er Jahren wurden mit der allmählichen Bildung von Schadens toleranz und Haltbarkeit kriterien für Flugzeuge höhere Anforderungen an die umfassende Leistung von Materialien wie Festigkeit, Bruch zähigkeit gestellt, korrosions beständigkeit und Ermüdung beständigkeit. Die derzeitige Entwicklungs richtung von Aluminium legierungen besteht darin, dicke Platten materialien mit geringer innerer Spannung zu entwickeln, und eine große Anzahl von dicken Platten wird im Herstellungs prozess verwendet, um die Bildung von integralen Struktur komponenten zu erreichen. Ersetzen der zuvor mit vielen Teilen zusammen gebauten Komponenten (Abbildung 2). Die weit verbreitete Einführung großer integraler Wand paneels trukturen ist zu einem wichtigen Mittel für die neue Flugzeug generation geworden, um die Struktur effizienz zu verbessern, die Anzahl der Teile zu verringern, die Kosten zu senken und die Entwicklungs zyklen zu verkürzen. Nach der Einführung integral verstärkter Wand paneele in das Boeing B747-Flugzeug verringerte sich die Anzahl der Teile von 129 auf 7, was zu einer Kosten senkung von 25% führte. Die Riss ausbreitung lebensdauer und die Rest festigkeit wurden jeweils um das Dreifache erhöht.

Flugzeug der Generation eins, Materialien der Generation eins, Luftfahrt aluminium hat sich zum Aluminium legierung material der dritten Generation entwickelt, das durch eine Aluminium lithium legierung repräsentiert wird. Die Entwicklung von Luftfahrt aluminium hat drei Stufen: Die erste Stufe war von den 1930er bis 1960er Jahren. Die 2er-Aluminiumlegierung machte alle Metall flugzeuge zum Mainstream, während die 7er-Aluminiumlegierung des frühen 7075 es Passagier flugzeugen ermöglichte, in der Stratosphäre zu fliegen. mit repräsent ativen Modellen die DC-3, B-29 und 70; Die zweite Stufe war von den 1960er bis 1990er Jahren, Als eine Reihe neuer 7er-Aluminiumlegierungen wie 7050 und 7055 entwickelt wurde, die die spezifische Festigkeit unter Berücksichtigung der Ermüdung eigenschaften verbesserten. Repräsent ative Modelle waren die A300-Serie und 777; Die dritte Stufe ist von 2000 bis heute. Im Wettbewerb der Verbund werkstoffe wurden die Aluminium legierungen der dritten Generation, die durch Aluminium-Lithium legierungen repräsentiert werden, zunehmend von neuen Flugzeug modellen übernommen, darunter A220, Chinas C919 usw. Repräsent ative Marken sind Kenlians 2050 und 2196sowie Alcoas 2099 und 2397. Neben Aluminium-Lithium legierungen sind Verbund werkstoffe auf Aluminium basis und aus Super kunststoff geformte Aluminium legierungen auch wichtige Forschungs richtungen für Luftfahrt aluminium.