ألومنيوم من فئة الطائرات

ما هو الألومنيوم الصف الطائرات?

الألومنيوم المستخدم في صناعة الطائرات هو عبارة عن سبيكة ألومنيوم قابلة للتشوه ذات قوة عالية للغاية, والتي تستخدم على نطاق واسع في صناعة الطيران. بالمقارنة مع سبائك الألومنيوم العادية, سبائك الألومنيوم المستخدمة في الطائرات لها متطلبات أعلى على القوة, صلابه, صلابة, مقاومة التعب واللدونة. تتميز سبائك الألومنيوم المستخدمة في صناعة الطائرات بخصائص ميكانيكية ومعالجة جيدة, ولها قوة عالية وصلابة جيدة في 150 °C (أو أعلى), وهو مثالي لمواد هيكل الطائرات.

السمة الأكثر بروزًا لسبائك الألومنيوم المخصصة للطائرات هي أنه يمكن تحسين قوتها عن طريق المعالجة الحرارية للتشوه. المعالجة الحرارية للتشوه هي عملية شاملة تجمع بين تقوية التشوه للتشوه البلاستيكي وتقوية تغير الطور أثناء المعالجة الحرارية لتوحيد عملية التشكيل وخصائص التشكيل.

أثناء التشوه البلاستيكي للألمنيوم المستخدم في صناعة الطائرات, تزداد كثافة العيوب في البلورة, وستؤدي هذه العيوب إلى تغير البنية المجهرية للمادة. في عملية التشوه البلاستيكي لسبائك الألومنيوم الهوائية, تغييرات البنية البلورية مثل الاسترداد الديناميكي, إعادة التبلور الديناميكي, إعادة التبلور الديناميكي الفرعي, إعادة البلورة الساكنة, وسوف يحدث الاسترداد الثابت. إذا تم التحكم في هذه التغييرات في البنية البلورية بشكل صحيح, سيتم تحسين الخواص الميكانيكية للمادة بشكل كبير وسيتم تحسين عمر خدمة المادة.

ما هي السبائك المدرجة في الألومنيوم المستخدم في صناعة الطائرات?

تعتمد درجة الألومنيوم التي تختارها على تطبيقك الخاص في مجال الطيران. تعد قابلية التشغيل الآلي ومقاومة التآكل من العوامل الرئيسية التي يجب مراعاتها عند تقييم سبائك الألومنيوم لتطبيقات الفضاء الجوي.

2024-تي 3

2024-يتكون T3 من 4.5% نحاس, 0.6% المنغنيز و 1.5% مغنيسيوم. إنها سبيكة ألومنيوم عالية القوة من الدرجة الأولى ومقترنة بمقاومتها للتعب, إنها واحدة من سبائك الطائرات الأكثر شيوعًا. إنه لا يعمل بشكل جيد مع اللحام ولكنه خيار جيد لأعمال الإصلاح لأنه يتمتع بلمسة نهائية ممتازة. إنه غير قابل للمعالجة بالحرارة.

6061-تي 6

6061-يتكون T6 من 0.25% نحاس, 0.6% السيليكون, 1.0% المغنيسيوم و 0.25% كروم. تتميز هذه السبيكة أيضًا بتشطيب جيد. بالإضافة إلى ذلك, إنه يوفر مقاومة جيدة للتآكل وهو جيد جدًا للحام. قوتها وقابليتها للتشغيل قابلة للمقارنة بالفولاذ الطري. وهو قابل للعلاج بالحرارة.

3003-H14

3003 ألومنيوم H14 يتضمن 1.2% المنغنيز وهو سبائك الألومنيوم الأكثر استخداما على نطاق واسع. من السهل جدًا العمل به لأنه يمكن بثقه, ملحومة, تشكيله وملحومة. إنه غير قابل للعلاج بالحرارة ولكن يمكن أن يكتسب قوة متزايدة من العمل البارد.

5052-إتش32

5052-يتكون H32 من 2.5% المغنيسيوم و 0.25% كروم. توفر هذه السبيكة أعلى قوة في سلسلة السبائك غير القابلة للتسخين ويمكنها تطوير قوة متزايدة من العمل البارد. كما أن لديها قوة تعب ممتازة, مقاومة التآكل وقابلية التشغيل مما يجعلها مناسبة لأغراض الطيران والبحرية.

7075-تي 6

7075-يتكون T6 من 1.6% نحاس, 2.5% المغنيسيوم و 5.6% خارصين. يتم استخدامه عادة من قبل الشركات المصنعة للطائرات لتعزيز هيكل الطائرة. تتميز بقابلية لحام ضعيفة بسبب محتواها من النحاس ولكنها تتمتع بقابلية تصنيع كبيرة. وهو قابل للعلاج بالحرارة.

7075 سبائك الألومنيوم معروفة بخصائصها الميكانيكية الممتازة بالإضافة إلى ليونتها, قوة عالية, المتانة ومقاومة التعب. 7075 لوحة صفائح الألمنيوم قوي جدًا بحيث يمكن مقارنته بدرجات الفولاذ المقاوم للصدأ المنخفضة السبائك، كما أن موثوقيته جعلته المفضل في صناعة الطائرات منذ الحرب العالمية الثانية..

حديثاً, أحدث, تم تطوير وتجاوز السبائك ذات الأداء العالي 7075 باعتباره الخيار الأكثر شيوعًا في بعض تطبيقات الطيران. أحد الأمثلة على ذلك هو 2024, التي تجعلها كيميائها مثالية للحالات التي تكون فيها مقاومة التعب الدوري العالية مصدر قلق.

وتشمل السبائك الشعبية الأخرى لصناعة الطائرات 6061, 6063, 2014, 5052, 7050, 7085 و 7068.

لماذا يستخدم الألمنيوم في صناعة الطائرات؟?

وقد تمت الإشارة بالفعل إلى الدافعين الأبرز وراء كون الألومنيوم لا غنى عنه لقطاع الطيران. باعتبارها واحدة من المعادن التي لديها أفضل نسبة القوة إلى الوزن, إنها رسوم على صناعة الطيران واضحة. يجب أن تكون هياكل الطائرات قوية ومتينة بما يكفي لتحمل ضغوط الإقلاع والهبوط على مر السنين. في نفس الوقت, إذا كان الفولاذ ثقيلًا جدًا, قد يتطلب ذلك استهلاك كمية أكبر من الوقود أثناء الرحلات الجوية. وهذا يعني أن الألومنيوم غالبًا ما يكون هو القيمة القصوى المطلوبة للطائرات.

القوة والوزن ليسا أفضل فوائد الألومنيوم; بعض المزايا الأساسية الأخرى للألمنيوم المستخدم في صناعة الطائرات هي مقاومتها للتآكل. وهذا جانب رئيسي في متانة الطائرة. تتعرض الطائرات لتحديات مستمرة للعوامل الجوية وتتمتع بانتظام بالظروف المناخية المتطرفة; درجات الحرارة المتجمدة الموجودة على ارتفاعات عالية والتعرض لجميع أنواع الأمطار, والتي تشمل الثلوج والعواصف الممطرة. يشتهر الألمنيوم بقدرته على مقاومة التآكل البيئي.

علاوة على ذلك, كما أن الألومنيوم قابل للتشكيل للغاية. وهذه نعمة لصناعة الطائرات, الأمر الذي يستدعي درجة مفرطة من الدقة للتأكد من أقصى قدر من الديناميكية الهوائية, ناهيك عن جميع المكونات الصغيرة التي يمكن العثور عليها على متن الطائرة. إن سهولة تصنيع وتصنيع الألمنيوم تجعله مكانًا آخر يوفر فيه وفورات في الأسعار مقارنة بالمواد البديلة.

الألومنيوم أيضًا ممتع من الناحية الجمالية; في نفس الوقت هذا ليس أقصى قدر من الاهتمام النقدي, لا يضر أن لا أحد يرغب في السفر بسيارة ليست جذابة بصريًا (مع احتمال أن يكون Millennium Falcon هو الاستثناء الأسهل).

فوائد الألومنيوم المستخدم في صناعة الطائرات

• وزن خفيف: الألومنيوم مادة خفيفة الوزن, وهو أمر بالغ الأهمية لتصميم الطائرات. فهو يساعد على تقليل استهلاك الوقود, يزيد من قدرة الحمولة, ويحسن الأداء العام.
• قوة: على الرغم من كونها خفيفة الوزن, يوفر الألومنيوم نسبة قوة إلى وزن ممتازة, مما يجعلها مثالية للمكونات الهيكلية في الطائرات.
• مقاومة التآكل: يشكل الألومنيوم بشكل طبيعي طبقة أكسيد واقية عند تعرضه للهواء, مما يساعد على حمايته من التآكل. وهذا أمر مهم بالنسبة للطائرات المعرضة لظروف بيئية قاسية.
• التوصيل: الألومنيوم موصل جيد للحرارة والكهرباء, وهو مفيد لمختلف مكونات الطائرات, مثل المبادلات الحرارية والأسلاك الكهربائية.
• تطويع: الألومنيوم مرن للغاية, مما يسمح بتشكيلها بسهولة إلى أشكال معقدة, وهو أمر مهم لصناعة الطائرات.
• إعادة التدوير: الألومنيوم قابل لإعادة التدوير بالكامل دون أن يفقد خصائصه, مما يجعلها خيارًا مستدامًا لإنتاج الطائرات.

تطبيقات سبائك الألومنيوم في صناعة الطائرات

لقد قدر ذلك 80% جميع المحتويات المعدنية في الطائرات اليوم هي الألومنيوم

الاستخدام المستقبلي للألمنيوم في المركبات الفضائية

ويستخدم الألومنيوم أيضا في المركبات الفضائية, وهو مجال ستكون فيه خصائص الألومنيوم الفريدة ذات أهمية أكبر. بالفعل, جميع المركبات الفضائية مصنوعة بشكل أساسي من الألومنيوم, يصل إلى 90%. لا تُستخدم مكونات الألومنيوم في المركبات الفضائية فحسب، بل تُستخدم أيضًا في المحطات الفضائية مثل Skylab ومحطة الفضاء الدولية. ومن المتوقع أن تفتح المركبة الفضائية أوريون، التي هي قيد التطوير باستخدام سبائك الألومنيوم والليثيوم، آفاقًا جديدة في مجال استكشاف الفضاء المأهول..