Särskilda tillämpningsplatser och krav på aluminiumlegeringsmaterial för flygrymde

Luftfart aluminiumlegering är ryggradsmaterialet för tillverkning av luftfartyg och rymdfarkoster. Med kontinuerlig förbättring av kraven för flygprestanda, nyttolast, bränsleförbrukning, livslängd, och säkerhetssäkerhet i modern utformning och tillverkning av luftfartyg, Större och högre krav har ställts för den omfattande prestanda- och minskningseffekten av aluminiumlegeringsstrukturer. Använder stora aluminiumlegeringsmaterial för CNC-fräsning för att producera integrerade strukturella komponenter av aluminiumlegeringar, ersätter den traditionella kombinationen av flera komponenter av aluminiumlegeringar, kan inte bara uppnå en betydande viktminskning och förbättra serviceprocessens tillförlitlighet, men också minska processer för montering av flygplan och tillverkningskostnader.

Denna avancerade design- och tillverkningsmetod ställer mycket stränga krav på aluminiumlegeringsmaterial: Den största tjockleken av aluminiumlegeringar eller förspända plattor måste ofta uppnå 150 mm eller mer. och den omfattande prestanda för komponenter med olika tjocklek är mycket enhetlig. Samtidigt, den behöver också ha utmärkt styrka plasticitet fraktur tuffhet trötthet motstånd stress korrosion och peeling korrosion på motståndet.

Aluminium används som det huvudsakliga drivmedlet för raket boosters i rymdfärjor på grund av dess höga energitäthet och svårigheter vid olycka antändning.

Aluminiumlegeringsplattor används i ett stort antal flyg- och rymdtillämpningar, med komplexitets- och prestandakrav som sträcker sig från enkla komponenter till luftfartygets huvudsakliga bärande konstruktioner, såsom Airbus A340 och Boeing 777.

Flygplans- och rymdindustrin har länge förlitat sig på aluminiumlegeringar. Om aluminiumlegering inte används i motorn kommer det första flygplanet aldrig att kunna flyga. Konstgjorda satelliter är gjorda av aluminium, så de kan överleva processen med att korsa vår varma yttre atmosfär och komma in i rymden. Även idag använder NASA fortfarande aluminiumhybridmaterial i avancerade rymdfarkoster Orion.

Oavsett om man utformar kommersiella flygplan eller bygger precisionsrymdskyttar, är aluminiumlegering ett avgörande material. Aluminiumlegering används oftast vid tillverkning av kropp, vingar och stödstrukturer, en rad fördelar för flygplan och rymdflygning.

Aluminiumlegeringar som används i flyg-rymd används för att hantera förhållanden under noll-temperatur i rymdkryogen vakuum. Å andra sidan har aluminiumlegeringar som används vid flygplanstillverkning hållbarhet och förmåga att motstå olika typer av korrosion. Den höga stabiliteten av dessa legeringar gör dem till ett idealiskt val för mekaniska komponenter, som också gynnas av den höga ledningsförmågan av aluminium.

Tillämpningen av aluminium i luftfart

Aluminium används ofta i flygplan, främst som strukturella komponenter. Aluminiumlegering, på grund av dess höga specifika styrka, god formbarhet och bearbetning prestanda, är det viktigaste strukturella materialet i flygplan, såsom hud, ram, propeller, bränsletank, väggpanel och landningsställ. Omräkningshastigheten för olika flygplansmodeller kan t.ex. variera kraftigt. Andelen aluminiumlegeringsmaterial i Boeing 737 kan uppgå till 81 %, medan andelen aluminiumlegeringsmaterial i Boeing 787 är 20 % på grund av användningen av ett stort antal kompositmaterial.

Aluminium som används inom luftfarten är främst tillverkad av deformerat aluminium, med en relativt låg andel gjutna material. I genomsnitt utgör plattvalsade material cirka 60 % av aluminiumförbrukningen i flygplan, extruderade material (rör, stavar, Profiler och ledningar) står för cirka 28%, smiderna står för cirka 7% och gjutjärn står för ca 5%.

Enligt klassificeringen av legeringssammansättning består aluminium främst av 2 serier och 7 serier. De aluminiumlegeringar som används för strukturen av stora flygplan i olika länder runt om i världen är idag huvudsakligen höghållfasta 2-serien (2024) Denna förordning träder i kraft dagen efter det att den har offentliggjorts i Europeiska unionens officiella tidning. 2224, 2324, 2424, 2524 osv.) och ultra-hög hållfasthet 7-serien (7075, 7475, 7050, 7150, 7055, 7085, etc. ) Som står för ca 38 % respektive 45 % av andelen aluminiummaterial i civila luftfartyg.

Människor har genomfört djupgående och systematisk forskning om sammansättning och syntesmetoder, Rullning/extrudering/smidning/värmebehandlingEnt-processer, delbehandling, karakterisering av material och strukturella tjänsters prestanda för aluminiumlegeringar som används i flygrymden. Utvecklingen av materiella produkter har bildat en serie, och en rad betydande resultat har gjorts i tillämpningen. Särskilt sedan slutet av 1980-talet, med gradvis bildande av skadortolerans och hållbarhetsdesign kriterier för flygplan, Högre krav har ställts för övergripande prestanda hos material såsom styrka, frakturhårdhet, korrosionsbeständighet. och trötthet motståndskraft. Den nuvarande utvecklingsriktningen av aluminiumlegeringar är att utveckla tjocka platta material med låg intern påfrestning, och ett stort antal tjocka plattor används i tillverkningsprocessen för att uppnå bildandet av integrerade strukturkomponenter, ersätter de komponenter som tidigare har sammansatts med många delar (figur 2). Det omfattande antagandet av stora integrerade väggpaneler har blivit ett viktigt medel för den nya generationen av flygplan att förbättra den strukturella effektiviteten. Cy, Minska antalet delar, lägre kostnader och korta utvecklingscykler. Efter att ha infört integrerade förstärkta väggpaneler på Boeing B747-flygplan, Antalet delar minskade från 129 till 7, vilket resulterade i en kostnadsminskning med 25 %. Spridningens livslängd och resterande styrka ökade båda tre gånger.

Generation ett flygplan, generation ett material, Luftfart aluminium har utvecklats till tredje generationen aluminiumlegering material som representeras av aluminium litiumlegering. Utvecklingen av flyg aluminium har tre steg: det första steget var från 1930-talet till 1960-talet. 2-serien aluminiumlegering gjorde alla metallflygplan mainstream, Medan den 7-seriens aluminiumlegering som representeras i början 7075 gjorde det möjligt för passagerarflygplan att flyga i stratosfären. Med representativa modeller är DC-3, B-29 och 70. När en serie nya 7-serie aluminiumlegeringar som 7050 och 7055 utvecklades, som förbättrade den specifika styrkan samtidigt som man beaktar trötthetsegenskaper. Representativa modeller var A300-serien och 777. Den tredje etappen är från 2000 till nuvarande. I konkurrens av kompositmaterial, Tredje generationens aluminiumlegeringar representerade av litiumlegeringar har i allt högre grad antagits genom nya modeller för luftfartyg. Inklusive A220, Kinas C919, etc. Representativa varumärken är Kenlians 2050 och 2196 samt Alcoas 2099 och 2397. Förutom aluminium litiumlegeringar, Aluminiumbaserade kompositer och superplastiska aluminiumlegeringar är också viktiga forskningsriktningar för flyg aluminium.