Nhôm lớp máy bay

Nhôm cấp máy bay là gì?

Nhôm loại máy bay là hợp kim nhôm biến dạng có độ bền siêu cao, được sử dụng rộng rãi trong ngành hàng không. So với hợp kim nhôm thông thường, Hợp kim nhôm dùng trong máy bay có yêu cầu cao hơn về độ bền, độ cứng, dẻo dai, khả năng chống mỏi và độ dẻo. Hợp kim nhôm loại máy bay có đặc tính cơ học và gia công tốt, và nó có độ bền cao và độ dẻo dai tốt ở 150 °C (hoặc cao hơn), lý tưởng cho vật liệu kết cấu máy bay.

Đặc điểm đáng chú ý nhất của hợp kim nhôm loại máy bay là độ bền của nó có thể được cải thiện bằng cách xử lý nhiệt biến dạng.. Xử lý nhiệt biến dạng là một quá trình toàn diện kết hợp việc tăng cường biến dạng của biến dạng dẻo với việc tăng cường thay đổi pha trong quá trình xử lý nhiệt để thống nhất quá trình tạo hình và các đặc tính tạo hình.

Trong quá trình biến dạng dẻo của nhôm loại máy bay, mật độ khuyết tật trong tinh thể tăng lên, và những khiếm khuyết này sẽ dẫn đến sự thay đổi cấu trúc vi mô trong vật liệu. Trong quá trình biến dạng dẻo của hợp kim nhôm hàng không, những thay đổi của cấu trúc tinh thể như phục hồi động, kết tinh lại động, kết tinh lại dưới động lực, kết tinh lại tĩnh, và phục hồi tĩnh sẽ xảy ra. Nếu những thay đổi cấu trúc tinh thể này được kiểm soát đúng cách, tính chất cơ học của vật liệu sẽ được cải thiện đáng kể và tuổi thọ của vật liệu sẽ được nâng cao.

Những hợp kim nào được bao gồm trong nhôm loại máy bay?

Loại nhôm bạn chọn sẽ phụ thuộc vào ứng dụng hàng không vũ trụ cụ thể của bạn. Khả năng gia công và chống ăn mòn là một số yếu tố chính cần xem xét khi đánh giá hợp kim nhôm cho các ứng dụng hàng không vũ trụ.

2024-T3

2024-T3 được tạo thành từ 4.5% đồng, 0.6% mangan và 1.5% magiê. Đây là hợp kim nhôm có độ bền cao hàng đầu và kết hợp với khả năng chống mỏi, nó là một trong những hợp kim máy bay phổ biến nhất. Nó không hoạt động tốt khi hàn nhưng là một lựa chọn tốt cho công việc sửa chữa vì nó có độ hoàn thiện tuyệt vời.. Nó không thể xử lý nhiệt.

6061-T6

6061-T6 được tạo thành từ 0.25% đồng, 0.6% silicon, 1.0% magiê và 0.25% crom. Hợp kim này cũng có độ hoàn thiện tốt. Thêm vào đó, nó có khả năng chống ăn mòn tốt và rất tốt cho hàn. Sức mạnh và khả năng làm việc của nó có thể so sánh với thép nhẹ. Nó có thể xử lý nhiệt.

3003-H14

3003 nhôm H14 chứa 1.2% mangan và là hợp kim nhôm được sử dụng rộng rãi nhất. Nó rất dễ gia công vì nó có thể được ép đùn, hàn lại, gia công và hàn. Nó không thể xử lý nhiệt nhưng có thể tăng cường độ bền khi gia công nguội.

5052-H32

5052-H32 được tạo thành từ 2.5% magiê và 0.25% crom. Hợp kim này cung cấp độ bền cao nhất trong dòng hợp kim không chịu nhiệt và có thể phát triển độ bền tăng lên khi gia công nguội. Nó cũng có độ bền mỏi tuyệt vời, khả năng chống ăn mòn và khả năng làm việc khiến nó phù hợp cho mục đích hàng không và hàng hải.

7075-T6

7075-T6 được tạo thành từ 1.6% đồng, 2.5% magiê và 5.6% kẽm. Nó thường được các nhà sản xuất máy bay sử dụng để tăng cường cấu trúc của máy bay. Nó có khả năng hàn kém do hàm lượng đồng nhưng có khả năng gia công cao. Nó có thể xử lý nhiệt.

7075 Hợp kim nhôm được biết đến với tính chất cơ học tuyệt vời cũng như độ dẻo của nó, cường độ cao, độ dẻo dai và khả năng chống mệt mỏi. 7075 tấm nhôm mạnh đến mức có thể so sánh với các loại thép không gỉ hợp kim thấp hơn và độ tin cậy của nó đã khiến nó trở thành sản phẩm được ngành công nghiệp máy bay yêu thích kể từ Thế chiến thứ hai.

Gần đây, mới hơn, hợp kim hiệu suất cao hơn đã được phát triển và vượt qua 7075 là sự lựa chọn phổ biến nhất trong một số ứng dụng hàng không vũ trụ. Một ví dụ là 2024, tính chất hóa học làm cho nó trở nên lý tưởng cho những trường hợp cần quan tâm đến khả năng chống mỏi theo chu kỳ cao.

Các hợp kim phổ biến khác cho ngành công nghiệp máy bay bao gồm 6061, 6063, 2014, 5052, 7050, 7085 và 7068.

Tại sao nhôm được sử dụng trong ngành công nghiệp máy bay?

Hai động cơ nổi bật nhất là nhôm không thể thiếu đối với các doanh nghiệp hàng không vũ trụ đã được nhắc đến. Là một trong những kim loại có tỷ lệ công suất trên trọng lượng tốt nhất, đó là phí cho ngành hàng không vũ trụ là rõ ràng. Khung máy bay phải đủ chắc chắn và bền bỉ để chịu được áp lực khi cất cánh và hạ cánh trong nhiều năm. Vào cùng thời điểm, nếu thép quá nặng, điều này có thể cần nhiều nhiên liệu hơn để tiêu thụ trong các chuyến bay. Điều đó có nghĩa là nhôm thường là vật liệu mang lại giá trị tối đa cho máy bay.

Sức mạnh và trọng lượng không phải là lợi ích tốt nhất của nhôm; Một số lợi ích thiết yếu khác của nhôm loại máy bay là khả năng chống ăn mòn. Đây là một khía cạnh quan trọng trong độ chắc chắn của một chiếc máy bay. Máy bay liên tục gặp vấn đề với các yếu tố thời tiết và thường xuyên phải chịu những điều kiện khắc nghiệt về khí hậu; nhiệt độ đóng băng được tìm thấy ở độ cao quá cao và tiếp xúc với tất cả các loại mưa, bao gồm tuyết và mưa bão. Nhôm nổi tiếng với khả năng chống ăn mòn của môi trường.

Hơn thế nữa, nhôm cũng có khả năng định hình rất cao. Đó là điều may mắn cho ngành máy bay, đòi hỏi mức độ chính xác cao để đảm bảo tính khí động học tối đa, chưa kể tất cả những linh kiện nhỏ có thể tìm thấy trên máy bay. Sự dễ dàng trong chế tạo và gia công của nhôm khiến nó trở thành một lựa chọn phù hợp khác giúp tiết kiệm chi phí so với các chất có cơ hội.

Nhôm cũng có tính thẩm mỹ; đồng thời vì đây không phải là sự chú ý quan trọng nhất, Sẽ không có hại gì vì không ai muốn bay trên một chiếc ô tô không hấp dẫn về mặt hình ảnh (có lẽ Millennium Falcon là ngoại lệ duy nhất).

Lợi ích của nhôm loại máy bay trong ngành công nghiệp máy bay

• nhẹ: Nhôm là vật liệu nhẹ, điều quan trọng cho việc thiết kế máy bay. Nó giúp giảm tiêu thụ nhiên liệu, tăng khả năng tải trọng, và cải thiện hiệu suất tổng thể.
• Sức mạnh: Mặc dù nhẹ, nhôm cung cấp tỷ lệ sức mạnh trên trọng lượng tuyệt vời, làm cho nó trở nên lý tưởng cho các bộ phận cấu trúc trong máy bay.
• Chống ăn mòn: Nhôm tự nhiên tạo thành lớp oxit bảo vệ khi tiếp xúc với không khí, giúp bảo vệ nó khỏi bị ăn mòn. Điều này rất quan trọng đối với máy bay tiếp xúc với điều kiện môi trường khắc nghiệt.
• Dẫn: Nhôm là chất dẫn nhiệt và điện tốt, điều này có lợi cho các bộ phận máy bay khác nhau, chẳng hạn như bộ trao đổi nhiệt và hệ thống dây điện.
• Tính dẻo: Nhôm rất dễ uốn, cho phép nó dễ dàng được hình thành thành các hình dạng phức tạp, điều quan trọng đối với việc sản xuất máy bay.
• khả năng tái chế: Nhôm có thể tái chế hoàn toàn mà không làm mất đi đặc tính của nó, làm cho nó trở thành một lựa chọn bền vững cho sản xuất máy bay.

Ứng dụng của hợp kim nhôm trong ngành Máy bay

Người ta ước tính rằng 80% tất cả kim loại trong máy bay ngày nay đều là nhôm

Việc sử dụng nhôm trong tàu vũ trụ trong tương lai

Nhôm cũng được sử dụng trong tàu vũ trụ, một lĩnh vực mà các đặc tính độc đáo của nhôm thậm chí còn có tầm quan trọng lớn hơn. Thực vậy, tất cả tàu vũ trụ chủ yếu được làm bằng nhôm, lên đến 90%. Các bộ phận bằng nhôm không chỉ chế tạo cho tàu vũ trụ mà còn cho các trạm vũ trụ như Skylab và Trạm vũ trụ quốc tế. Tàu vũ trụ Orion đang được phát triển bằng hợp kim nhôm-lithium dự kiến ​​sẽ mở ra những chân trời mới trong lĩnh vực thám hiểm không gian có người lái.