Onderdelen van aluminiumlegering en roestvrij staal voor de ruimtevaart
Bij het bewerken van onderdelen voor ruimtevaarttoepassingen moet met veel factoren rekening worden gehouden, zoals de vorm, het gewicht en de duurzaamheid van de onderdelen.Deze factoren zijn van invloed op de vluchtwaarde van vliegtuigen.Al vele jaren is aluminiumlegering het voorkeursmateriaal voor ruimtevaarttoepassingen.In moderne straalvliegtuigen maakt het echter slechts 20% van de structuur uit.
Vanwege de vraag naar lichte vliegtuigen neemt het gebruik van met koolstof versterkte polymeren en honingraatmaterialen in de moderne lucht- en ruimtevaartindustrie echter toe.In de afgelopen jaren zijn luchtvaartfabrikanten begonnen met het onderzoeken van alternatieven voor aluminiumlegeringen, waaronder roestvrij staal van luchtvaartkwaliteit.Het gebruik van dit roestvast staal in nieuwe vliegtuigonderdelen is toegenomen.Dit artikel legt het gebruik en het verschil uit van een aluminiumlegering en roestvrij staal in moderne vliegtuigen.
Onderdelen van aluminiumlegering voor de ruimtevaart
Toegepaste onderdelen van aluminiumlegering uit de ruimtevaart
Aluminium is een relatief licht materiaal, met een gewicht van ongeveer 2,7 g/cm3 (gram per kubieke centimeter).Hoewel aluminium lichter en goedkoper is dan roestvrij staal, zijn de sterkte en corrosieweerstand niet zo goed als roestvrij staal.Roestvrij staal is superieur aan aluminium in duurzaamheid en sterkte.
Hoewel het gebruik van aluminiumlegeringen in veel aspecten van de ruimtevaartproductie is afgenomen, worden aluminiumlegeringen nog steeds veel gebruikt in moderne vliegtuigen.Voor veel specifieke toepassingen is aluminium nog steeds een sterk, lichtgewicht materiaal.Vanwege de hoge ductiliteit en verwerkingsgemak is het relatief goedkoop in vergelijking met veel composieten of titanium.Het kan ook verder worden versterkt door het te legeren met andere metalen, zoals koper, magnesium, mangaan en zink, of door koude- of warmtebehandeling.Wanneer aluminium wordt blootgesteld aan lucht, isoleren hechte chemische oxidatiebindingen aluminium van de omgeving.Deze functie maakt het extreem corrosiebestendig.
De meest populaire aluminiumlegeringen die worden gebruikt om luchtvaartonderdelen te vervaardigen, zijn onder meer:
Aluminiumlegering 7075 (aluminium/zink)
Aluminiumlegering 7475-02 (aluminium/zink/magnesium/silicium/chroom)
Aluminiumlegering 6061 (aluminium/magnesium/silicium)
7075 is een combinatie van aluminium en zink.Het is de meest gebruikte legering in ruimtevaarttoepassingen.Het heeft uitstekende mechanische eigenschappen, ductiliteit, sterkte en weerstand tegen vermoeidheid.
7475-02 is een combinatie van aluminium, zink, silicium en chroom, terwijl 6061 aluminium, magnesium en silicium bevat.Welke legering nodig is, hangt helemaal af van de beoogde toepassing van het uiteinde.Hoewel veel vliegtuigonderdelen van aluminiumlegering puur decoratief zijn, zijn sommige onderdelen essentieel voor de functie van het vliegtuig en moeten ze specifieke kenmerken hebben.
Aluminium scandium is een aluminiumlegering die veel wordt gebruikt in de ruimtevaartindustrie.Het toevoegen van scandium aan aluminium kan de sterkte en hittebestendigheid van het metaal verbeteren.Het gebruik van aluminium scandium kan ook de brandstofefficiëntie verbeteren.Aangezien het een vervanging is voor materialen met een hogere dichtheid, zoals staal en titanium, kan het vervangen van deze materialen door lichter aluminium scandium het gewicht verminderen en het brandstofverbruik verbeteren.
Roestvrijstalen onderdelen voor ruimtevaarttoepassingen
In de lucht- en ruimtevaartindustrie lijkt roestvrij staal een verrassende keuze in vergelijking met aluminium.Hoewel roestvrij staal zwaarder is, is het gebruik ervan in lucht- en ruimtevaarttoepassingen de laatste tijd toegenomen.
Roestvrij staal verwijst naar een reeks legeringen op ijzerbasis die ten minste 11% chroom bevatten, een verbinding die ijzercorrosie voorkomt en hittebestendigheid biedt.Verschillende soorten roestvrij staal omvatten de elementen stikstof, aluminium, silicium, zwavel, titanium, nikkel, koper, selenium, niobium en molybdeen.Het type roestvast staal is geclassificeerd en aangegeven met drie cijfers.Hoewel het meest gebruikte roestvrij staal slechts ongeveer een tiende is, zijn er meer dan 150 soorten roestvrij staal.Daarnaast kan roestvast staal worden verwerkt tot plaat, plaat, staaf, draad en buis, waardoor het geschikt is voor diverse toepassingen.Er zijn vijf hoofdgroepen van roestvrij staal, voornamelijk geclassificeerd op basis van hun kristalstructuren.Deze groepen zijn austenitisch, ferritisch, martensitisch, duplex en precipitatiehardend roestvast staal.