Specifické aplikační místa a požadavky na materiály z hliníkové slitiny pro leteckou dopravu

Letecká hliníková slitina je páteřním materiálem pro výrobu letadel a leteckých vozidel. S nepřetržitým zlepšením požadavků na letový výkon, užitečné zatížení, spotřeba paliva, životnost a spolehlivost bezpečnosti v moderním návrhu a výrobě letadel, byly předloženy vyšší a vyšší požadavky na komplexní výkon a redukční účinek konstrukcí hliníkových slitin. Používá se velké materiály z hliníkové slitiny pro frézování cnc k výrobě integrovaných konstrukčních komponentů z hliníkové slitiny, nahrazující tradiční kombinaci několika komponentů z hliníkové slitiny, může nejen dosáhnout významného snížení hmotnosti a zlepšit spolehlivost servisního procesu, ale také snížit procesy montáže letadel a výrobní náklady.

Tato pokročilá konstrukční a výrobní metoda ukládá velmi přísné požadavky na materiály z hliníkové slitiny: maximální tloušťka výkovků z hliníkové slitiny nebo předprotáhlých desek často musí dosáhnout 150mm nebo více, a komplexní výkon komponentů s různou tloušťkou je velmi jednotný. Současně musí mít také vynikající pevnost plastičnost zlomenina síla únava odolnost proti stresu koroze a odpor proti peeling korozi.

Hliník se používá jako hlavní palivo pro pevné raketové zosilňovače ve vesmírných raketoplánech kvůli jeho vysoké objemové hustotě energie a obtížnosti při náhodném zapalování.

Desky z hliníkové slitiny se používají ve velkém počtu leteckých aplikací s požadavky na složitost a výkonnost od jednoduchých komponentů po hlavní nosné konstrukce letadel, například airbus a340 a boeing 777.

Letecký průmysl a letecký průmysl se už dlouho spoléhají na slitiny hliníku. Pokud se v motoru nepoužívá hliníková slitina, první letadlo nikdy nebude schopen létat. Umělé satelity jsou vyrobeny z hliníku, takže mohou přežít proces překračování naší horké vnější atmosféry a vstup do vesmíru. I dnes nasa stále používá hliníkové lithyové hybridní materiály v pokročilé kosmické lodi orion.

Ať už navrhují komerční letadla nebo konstrukci přesných vesmírných raketoplánů, hliníková slitina je klíčovým materiálem. Hliníková slitina se nejčastěji používá při výrobě trupu, křídel a podpůrných konstrukcí, což přináší řadu výhod pro letadla a kosmické letové inženýrství.

Slitiny hliníku používané v leteckém průmyslu se používají k zvládání podmínek pod nulovou teplotou, s nimiž se objeví v kosmickém kryogenním vakuu. Na druhé straně, hliníkové slitiny používané v letecké výrobě mají trvanlivost a schopnost odolávat různým typům koroze. Vysoká stabilita těchto slitin je ideální volbou pro mechanické součásti, které také využívají vysoké vodivosti hliníku.

Použití hliníku v letectví

Hliník je široce používán v letadlech, zejména jako konstrukční součásti. Slitina hliníku, díky své vysoké specifické pevnosti, dobrou tvarovatelnost a zpracování, je hlavním strukturálním materiálem letadel, jako je kůže, rám, vrtule, palivové nádrže, stěnový panel, a podvozek. The aluminum conversion rate of different aircraft models can vary greatly, for example, the proportion of aluminum alloy materials in boeing 737 can reach 81%, zatímco podíl materiálů z hliníkové slitiny v boeingu 787 je 20% díky použití velkého počtu kompozitních materiálů.

Hliník používaný v letectví je vyráběn převážně z deformovaného hliníku s relativně nízkým podílem litinových materiálů. Ploché válcované materiály představují v průměru asi 60% spotřeby hliníku v letadlech, vytlačené materiály (potrubí, tyče, profily a dráty) představují asi 28%, výkovky představují asi 7%, a odlitky představují asi 5%.

Podle klasifikace složení slitiny je letecký hliník složen převážně z 2 řad a 7 řad. Hliníkové slitiny používané pro strukturu velkých letadel v různých zemích světa jsou dnes především vysoce pevné 2 řady (2024, 2224, 2324, 2424, 2524 atd.) a řady 7 s vysokou pevností (7075, 7475, 7050, 7150, 7055, 7085 atd.), Tvoří přibližně 38% a 45% podílu hliníkových materiálů v civilních letadlech.

Lidé provedli hloubkový a systematický výzkum složení a syntézy metod, válcování/extruzace/kování/tepelné zpracováníEnt procesy, zpracování dílů, charakterizace materiálů a strukturálních služeb hliníkových slitin používaných v leteckém průmyslu. Vývoj materiálních výrobků tvořil řadu a v aplikaci bylo dosaženo řady významných úspěchů. Zejména od konce 80. let, s postupným vytvářením kritérií tolerance poškození a konstrukce trvanlivosti pro letadla, byly předloženy vyšší požadavky na komplexní výkon materiálů, jako je pevnost, pevnost zlomenin, odolnost proti korozi a odolnost proti únavě. Současný směr vývoje hliníkových slitin je vyvinout hrubé deskové materiály s nízkým vnitřním namáháním a při výrobním procesu se používá velký počet hustých desek, aby se dosáhlo tvorby nedílných konstrukčních komponentů, nahrazení prvků, které byly dříve sestaveny, mnoha díly (obrázek 2). Rozsáhlé přijetí velkých integrovaných stěnových panelových konstrukcí se stalo důležitým prostředkem pro novou generaci letadel ke zlepšení strukturální účinnosti, snížení počtu dílů, snížení nákladů a zkrácení vývojových cyklů. Poté, co byly na letadle boeing b747 přijaty integrované zesílené stěnové panely, se počet dílů snížil z 129 na 7, což vedlo k 25% snížení nákladů. Život šíření trhliny a zbytková pevnost se zvýšily třikrát.

Jedna generace letadla, jedna generace materiálů, letecký hliník se vyvinul na materiál z hliníkové slitiny třetí generace, který představuje hliníková slitina. Vývoj leteckého hliníku má tři etapy: první etapa byla od 30. let do 60. let. 2 řady hliníkové slitiny všechny kovové letadla mainstream, zatímco 7 řady hliníkové slitiny reprezentované počátkem 7075 umožnily cestující letadla létat v stratosféře, s reprezentativními modely jsou DC-3, B-29 a 70; druhá etapa byla od 60. let do 90. let, Když byla vyvinuta řada nových 7 řady hliníkových slitin, jako jsou 7050 a 7055, které zlepšily specifickou pevnost při zvážení únavných vlastností. Reprezentativní modely byly řady a300 a 777; třetí etapa je od roku 2000 do současnosti. V konkurenci kompozitních materiálů byly hliníkové slitiny třetí generace reprezentované hliníkovými slitinami stále více přijímány novými modely letadel, včetně modelů a220, čínské c919 atd. reprezentativní značky jsou kenlian's 2050 a 2196, jakož i alcoa's 2099 a 2397. Kromě hliníkových lítiových slitin jsou pro letecký hliník také klíčovými výzkumnými směry složenými z hliníku a ze superplastických hliníkových slitin.