Alumini i aviacionit: karakteristikat

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2023-12-17 10:40

Për shkak të lehtësisë, duktilitetit dhe rezistencës ndaj korrozionit, alumini është bërë një material i domosdoshëm në shumë industri. Alumini i aviacionit është një grup lidhjesh të karakterizuara nga forca e shtuar me përfshirjen e magnezit, silikonit, bakrit dhe manganit. Fortësi shtesë i jepet aliazhit me ndihmën e të ashtuquajturit. "Efekti i plakjes" - një metodë e veçantë e forcimit nën ndikimin e një mjedisi agresiv atmosferik për një kohë të gjatë. Aliazhi u shpik në fillim të shekullit të 20-të, i quajtur duralumin, tani i njohur edhe si "avial".

Përkufizim. Ekskursion historik

Fillimi i historisë së lidhjeve të aluminit të aviacionit konsiderohet të jetë viti 1909. Inxhinieri metalurgjik gjerman Alfred Wilm vërtetoi eksperimentalisht se nëse një aliazh alumini me një shtim të lehtë të bakrit, manganit dhe magnezit pas shuarjes në një temperaturë prej 500 ° C dhe ftohjes së shpejtë mbahet në një temperaturë prej 20-25 gradë për 4-5 ditë., gradualisht bëhet më e fortë dhe më e fortë pa humbur duktilitetin. Procedura u quajt "plakje" ose "pjekje". Në procesin e ngurtësimit të tillë, atomet e bakrit mbushenshumë zona të vogla në kufijtë e grurit. Diametri i atomit të bakrit është më i vogël se ai i aluminit, prandaj shfaqet një sforcim në shtypje, si rezultat i të cilit rritet forca e materialit.

Për herë të parë, aliazhi u përvetësua në fabrikat gjermane Dürener Metallwerken dhe mori markën tregtare Dural, prej nga vjen emri "duralumin". Më pas, metalurgët amerikanë R. Archer dhe V. Jafris e përmirësuan përbërjen duke ndryshuar përqindjen, kryesisht të magnezit. Lidhja e re u emërua 2024, e cila përdoret gjerësisht në modifikime të ndryshme edhe tani, dhe e gjithë familja e lidhjeve quhet Avial. Kjo lidhje mori emrin "alumini i aviacionit" pothuajse menjëherë pas zbulimit të saj, pasi zëvendësoi plotësisht drurin dhe metalin në strukturat e avionëve.

Llojet dhe karakteristikat kryesore

Ka tre grupe kryesore:

• Familje alumin-mangan (Al-Mn) dhe alumin-magnez (Al-Mg). Karakteristika kryesore është rezistenca e lartë ndaj korrozionit, mezi inferiore ndaj aluminit të pastër. Lidhjet e tilla i përshtaten mirë bashkimit dhe saldimit, por janë të prera dobët. Nuk ngurtësohet nga trajtimi termik.
• Lidhjet rezistente ndaj korrozionit të sistemit alumin-magnez-silikon (Al-Mg-Si). Ato ngurtësohen nga trajtimi termik, përkatësisht, ngurtësimi në një temperaturë prej 520 ° C, i ndjekur nga ftohja e shpejtë me ujë dhe plakja natyrale për rreth 10 ditë. Një karakteristikë dalluese e këtij grupi materialesh është rezistenca e tyre e lartë ndaj korrozionit gjatë funksionimit në kushte normale dhe nën stres.
• Lidhjet strukturore alumin-bakër-magnez (Al-Cu-Mg). Baza e tyre është alumini i lidhur me bakër, mangan dhe magnez. Duke ndryshuar proporcionet e elementeve aliazh, fitohet alumini i kategorisë së avionëve, karakteristikat e të cilit mund të ndryshojnë.

Materialet e grupit të fundit kanë veti të mira mekanike, por janë shumë të ndjeshme ndaj korrozionit sesa familja e parë dhe e dytë e lidhjeve. Shkalla e ndjeshmërisë ndaj korrozionit varet nga lloji i trajtimit të sipërfaqes, i cili ende duhet të mbrohet me bojë ose anodizim. Rezistenca ndaj korrozionit rritet pjesërisht nga futja e manganit në përbërjen e aliazhit.

Përveç tre llojeve kryesore të aliazheve, ekzistojnë edhe aliazhe falsifikuese, rezistente ndaj nxehtësisë, strukturore me rezistencë të lartë dhe lidhje të tjera që kanë vetitë e nevojshme për një aplikim të veçantë.

Shënimi i lidhjeve të aviacionit

Në standardet ndërkombëtare, shifra e parë e shënimit të aluminit të aviacionit tregon elementët kryesorë të lidhjes së lidhjes:

• 1000 - alumini i pastër.
• 2000 - duralumine, lidhje të lidhura me bakër. Në një periudhë të caktuar - aliazhi më i zakonshëm i hapësirës ajrore. Zëvendësohet gjithnjë e më shumë nga lidhjet e serisë 7000 për shkak të ndjeshmërisë së lartë ndaj plasaritjes nga korrozioni i stresit.
• 3000 - element aliazh - mangan.
• 4000 - element aliazh - silic. Lidhjet njihen gjithashtu si silumine.
• 5000 - element aliazh - magnez.
• 6000 janë lidhjet më duktile. Elementet aliazh janë magnezi dhe silikoni. Mund të ngurtësohet nga nxehtësia për të rritur forcën, por kjoparametri është inferior ndaj serive 2000 dhe 7000.
• 7000 - aliazhe të ngurtësuara termikisht, alumini më i qëndrueshëm i aviacionit. Elementet kryesore të lidhjes janë zinku dhe magnezi.

Shifra e dytë e shënimit është numri serial i modifikimit të lidhjes së aluminit pas atij origjinal - numri "0". Dy shifrat e fundit janë numri i vetë aliazhit, informacioni për pastërtinë e tij sipas papastërtive. Nëse aliazhi është me përvojë, një "X" e pestë i shtohet shenjës.

Sot, klasat më të zakonshme të aluminit të aviacionit: 1100, 2014, 2017, 3003, 2024, 2219, 2025, 5052, 5056. Karakteristikat dalluese të këtyre lidhjeve janë: butësia, rezistenca ndaj fërkimit,, korrozioni dhe ngarkesa të larta. Në industrinë e avionëve, lidhjet më të përdorura janë alumini i avionëve 6061 dhe 7075.

Përbërja

Elementët kryesorë aliazhues të aluminit të aviacionit janë: bakri, magnezi, silikoni, mangani, zinku. Përqindja e këtyre elementeve ndaj peshës në aliazh përcaktohet nga karakteristika të tilla si forca, fleksibiliteti, rezistenca ndaj stresit mekanik, etj. Baza e lidhjes është alumini, elementët kryesorë të lidhjes janë bakri (2,2-5,2% ndaj peshës), magnez (0.2-2.7%) dhe mangan (0.2-1%).

Një familje e lidhjeve të aviacionit të aluminit me silikon (4-13% ndaj peshës) me një përmbajtje të vogël të elementëve të tjerë aliazh - bakër, mangan, magnez, zink, titan, berilium. Përdoret për të bërë pjesë komplekse, të njohura gjithashtu si silumin ose aliazh alumini i derdhur. familja e aliazhit të aluminit-magnezit(1-13% masë) me elementë të tjerë kanë duktilitet të lartë dhe rezistencë ndaj korrozionit.

Roli i bakrit në aluminin e avionëve

Prania e bakrit në përbërjen e aliazhit të aviacionit kontribuon në forcimin e tij, por në të njëjtën kohë ka një efekt të keq në rezistencën e tij ndaj korrozionit. Duke rënë në kufijtë e kokrrave gjatë procesit të shuarjes, bakri e bën aliazhin të ndjeshëm ndaj gropave, korrozionit të stresit dhe korrozionit ndërgranular. Zonat e pasura me bakër janë më katodike nga ana galvanike sesa matrica e aluminit përreth dhe për këtë arsye janë më të ndjeshme ndaj korrozionit galvanik. Një rritje e përmbajtjes së bakrit në masën e aliazhit deri në 12% rrit vetitë e forcës për shkak të forcimit të dispersionit gjatë plakjes. Me një përmbajtje bakri prej më shumë se 12%, aliazhi bëhet i brishtë.

Zonat e aplikimit

Lidhjet e aluminit janë metali më i kërkuar për shitje. Pesha e lehtë e aluminit të kategorisë së avionëve dhe forca e tij e bëjnë këtë aliazh një zgjedhje të mirë për shumë industri, nga avionët deri te sendet shtëpiake (telefonat celularë, kufjet, elektrik dore). Lidhjet e aluminit përdoren në ndërtimin e anijeve, automobilave, ndërtimeve, transportit hekurudhor dhe industrisë bërthamore.

Kërkohen gjerësisht lidhjet me përmbajtje të moderuar të bakrit (2014, 2024 etj.). Profilet e bëra nga këto lidhje kanë rezistencë të lartë korrozioni, përpunueshmëri të mirë dhe saldim në vend. Ato përdoren për të bërë struktura kritike për avionë, automjete të rënda, pajisje ushtarake.

Veçoritë e lidhjes së aluminit të shkallës së avionit

Saldimi i lidhjeve të aviacionit kryhet ekskluzivisht në një mjedis mbrojtës të gazrave inerte. Gazrat e preferuar janë: heliumi, argoni ose një përzierje e tyre. Heliumi ka një përçueshmëri më të lartë termike. Kjo përcakton treguesit më të favorshëm të temperaturës të mjedisit të saldimit, gjë që bën të mundur lidhjen mjaft të rehatshme të elementeve strukturorë me mure të trasha. Përdorimi i një përzierjeje të gazrave mbrojtës kontribuon në një heqje më të plotë të gazit. Në këtë rast, gjasat e formimit të poreve në saldim reduktohen ndjeshëm.

aplikacione për avion

Lidhjet e aluminit të aviacionit fillimisht u krijuan posaçërisht për ndërtimin e pajisjeve të aviacionit. Prej tyre janë bërë trupat e avionit, pjesët e motorit, shasia, rezervuarët e karburantit, lidhësit etj.. Në brendësi të kabinës përdoren pjesë alumini të aviacionit.

Lidhjet e aluminit të serisë 2xxx përdoren për prodhimin e pjesëve të ekspozuara ndaj temperaturave të larta. Pjesët e njësive me ngarkesë të lehtë, karburantet, sistemet hidraulike dhe vaji janë bërë nga lidhjet 3xxx, 5xxx dhe 6xxx. Aliazhi 7075 ka marrë aplikimin më të gjerë në industrinë e avionëve. Prej tij bëhen elementë për funksionim nën ngarkesë të konsiderueshme, temperatura të ulëta me rezistencë të lartë ndaj korrozionit. Baza e lidhjes është alumini, dhe elementët kryesorë të lidhjes janë magnezi, zinku dhe bakri. Profilet e fuqisë së strukturave të avionit, elementët e lëkurës janë bërë prej tij.