航空航天應用加工零件中需要考慮許多因素,,例如零件的形狀,、重量和耐用性,。這些因素會影響飛機的飛行安全以及經濟性,。一直以來航空航天制造的首選材料一直是鋁合材料為主金,。然而在現(xiàn)代噴氣式飛機中,它卻只占結構總量的20%,。
由于對輕型飛機需求日益劇增,,碳增強聚合物及蜂窩材料等復合材料的使用在現(xiàn)代航空航天工業(yè)中的比重不斷增加。航空航天制造公司開始研究鋁合金的替代品-航空級不銹鋼,,這種不銹鋼在新飛機部件中的占比在不斷攀升,,下面我們來分析一下現(xiàn)代飛機中鋁合金和不銹鋼的用途和區(qū)別。
鋁合金零件在航空航天領域的應用
鋁是一種相對非常輕的金屬材料,,重量約為 2.7 g/cm3(克每立方厘米),,雖然鋁比不銹鋼更輕、更便宜,,但鋁的強度和耐腐蝕性不如不銹鋼,,在耐用性和強度方面不銹鋼優(yōu)于鋁。
盡管鋁合金的使用在航空航天生產的許多方面有所下降,,但鋁合金現(xiàn)代飛機制造中依然占據(jù)著重要地位,,對于許多特定用途,鋁仍然是堅固的,、輕質的材料,。由于其高延展性,易于加工,,鋁材的價格相對于許多復合材料或鈦相比要便宜的多,。它還可以通過將其與其他金屬(如銅、鎂,、錳和鋅)合金化或通過冷處理或熱處理來進一步增強其金屬性能,。
廣泛用于制造航空零件的鋁合金包括:
1. ·鋁合金7075(鋁/鋅)
2. ·鋁合金7475-02(鋁/鋅/鎂/硅/鉻)
3. ·鋁合金6061(鋁/鎂/硅)
7075是鋁和鋅的組合,是航空航天應用中最常用的合金之一,,其具有優(yōu)異的機械性能,、延展性、強度和抗疲勞性,。
7475-02是鋁,、鋅、硅和鉻的組合,,而6061則含有鋁,、鎂和硅,。需要哪種合金完全取決于終端的預期應用,飛機上有很多鋁合金零件雖然是裝飾性的,,但是在輕量化兼顧剛性來講,,鋁合金卻是最佳的選擇。
航空航天工業(yè)中常用的一種鋁合金是鋁鈧,。在鋁中添加鈧可增強金屬的強度和耐熱性,。使用鋁鈧還可以提高燃油效率。由于它是鋼和鈦等密度更大的材料的替代品,,因此用更輕的鋁鈧替代這些材料可以減輕重量,,從而提高燃油效率及機體剛性的強度。
不銹鋼零件在航空航天中應用
在航空航天工業(yè)中,,與鋁相比,,不銹鋼的應用卻讓人出乎意外。因為不銹鋼的重量更重,,然而它在航空航天應用中較以往有所增加,。
不銹鋼是指含有至少11%鉻的鐵基合金系列,鉻是一種防止鐵腐蝕并提供耐熱性的化合物,。不同類型的不銹鋼包括元素氮,、鋁、硅,、硫,、鈦、鎳,、銅,、硒、鈮和鉬,。不銹鋼的種類繁多,,不銹鋼牌號多達150多個,常用的不銹鋼只占不銹鋼總數(shù)的十分之一左右,。不銹鋼可以制成薄板,、板材、棒材,、線材和管材,,使其適用于各種應用場景。
不銹鋼有五個主要種群主要按其晶體結構分類,。這些不銹鋼為:
4. 奧氏體不銹鋼
5. 鐵素體不銹鋼
6. 馬氏體不銹鋼
7. 雙相不銹鋼
8. 沉淀硬化不銹鋼
如上所述,,不銹鋼是由鋼和鉻組合而成的合金,。不銹鋼的強度與合金中鉻的含量直接相關。鉻含量越高,,鋼的強度越高,。不銹鋼具有高耐腐蝕性和耐高溫性,使其適用于一系列航空航天部件,,包括執(zhí)行器,、緊固件和起落架部件,。
使用不銹鋼制造航空航天零件的好處:
雖然比鋁強,,但不銹鋼通常要重得多。但是與鋁相比,,不銹鋼零件卻有兩個重要的優(yōu)點:
1.不銹鋼具有高耐腐蝕性,。
2.不銹鋼更堅固,更耐磨,。
不銹鋼的剪切模量和熔點加工難度也高于鋁合金,。
這當中的特性對于許多航空航天零件來說至關重要,也是的不銹鋼零件在航空航天應用中占據(jù)了不可或缺的地位,,不銹鋼的優(yōu)點還包括優(yōu)異的耐熱性和耐火性,、光亮、美觀的外觀和優(yōu)良的衛(wèi)生品質,。不銹鋼也易于制造,,當飛機部件需要焊接、機加工或切割成精確的規(guī)格時,,不銹鋼材料性能優(yōu)異性就尤為突出了,,某些不銹鋼合金具有極高的抗沖擊性,這也是影響大型飛機安全性和耐用性的重要因素,。
隨著時間的推移,,航空航天工業(yè)越來越多樣化,現(xiàn)代航空航天飛行器更可能采用不銹鋼機身或機身制造,。盡管價格較高,,但它們也比鋁強得多,并且根據(jù)場景使用不同等級的不銹鋼,,不銹鋼的使用仍可以提供出色的強度重量比,。
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