Teile aus Aluminiumlegierung und Edelstahl für die Luft- und Raumfahrt
Bei der Bearbeitung von Teilen für Luft- und Raumfahrtanwendungen müssen viele Faktoren berücksichtigt werden, wie Form, Gewicht und Haltbarkeit der Teile.Diese Faktoren beeinflussen den Flugwert von Flugzeugen.Seit vielen Jahren ist das bevorzugte Material für Luft- und Raumfahrtanwendungen eine Aluminiumlegierung.In modernen Düsenflugzeugen macht es jedoch nur 20 % der Struktur aus.
Aufgrund der Nachfrage nach Leichtflugzeugen nimmt jedoch die Verwendung von kohlenstoffverstärkten Polymeren und Wabenmaterialien in der modernen Luft- und Raumfahrtindustrie zu.In den letzten Jahren haben Luft- und Raumfahrthersteller damit begonnen, Alternativen zu Aluminiumlegierungen zu erforschen, von denen eine Edelstahl in Luftfahrtqualität ist.Die Verwendung dieses Edelstahls in neuen Flugzeugkomponenten hat zugenommen.Dieser Artikel erklärt die Verwendung und den Unterschied von Aluminiumlegierungen und Edelstahl in modernen Flugzeugen.
Teile aus Aluminiumlegierungen für die Luft- und Raumfahrt
Angewandte Teile aus Aluminiumlegierungen für die Luft- und Raumfahrt
Aluminium ist ein relativ leichtes Material mit einem Gewicht von etwa 2,7 g/cm3 (Gramm pro Kubikzentimeter).Obwohl Aluminium leichter und billiger als Edelstahl ist, sind seine Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit nicht so gut wie bei Edelstahl.Edelstahl ist Aluminium in Haltbarkeit und Festigkeit überlegen.
Obwohl die Verwendung von Aluminiumlegierungen in vielen Aspekten der Luft- und Raumfahrtproduktion zurückgegangen ist, werden Aluminiumlegierungen in modernen Flugzeugen immer noch weit verbreitet verwendet.Für viele spezifische Anwendungen ist Aluminium immer noch ein starkes, leichtes Material.Aufgrund seiner hohen Duktilität und einfachen Verarbeitung ist es im Vergleich zu vielen Verbundwerkstoffen oder Titan relativ günstig.Es kann auch durch Legieren mit anderen Metallen wie Kupfer, Magnesium, Mangan und Zink oder durch Kälte- oder Wärmebehandlung weiter verstärkt werden.Wenn Aluminium Luft ausgesetzt wird, isolieren enge chemische Oxidationsbindungen Aluminium von der Umgebung.Diese Funktion macht es extrem korrosionsbeständig.
Zu den beliebtesten Aluminiumlegierungen, die zur Herstellung von Luftfahrtteilen verwendet werden, gehören:
Aluminiumlegierung 7075 (Aluminium/Zink)
Aluminiumlegierung 7475-02 (Aluminium/Zink/Magnesium/Silizium/Chrom)
Aluminiumlegierung 6061 (Aluminium/Magnesium/Silizium)
7075 ist eine Kombination aus Aluminium und Zink.Es ist die am häufigsten verwendete Legierung in Luft- und Raumfahrtanwendungen.Es hat ausgezeichnete mechanische Eigenschaften, Duktilität, Festigkeit und Ermüdungsbeständigkeit.
7475-02 ist eine Kombination aus Aluminium, Zink, Silizium und Chrom, während 6061 Aluminium, Magnesium und Silizium enthält.Welche Legierung benötigt wird, hängt ganz vom Verwendungszweck des Endes ab.Obwohl viele Flugzeugteile aus Aluminiumlegierung rein dekorativ sind, sind einige Teile für die Funktion des Flugzeugs wesentlich und müssen spezifische Eigenschaften aufweisen.
Aluminiumscandium ist eine Aluminiumlegierung, die üblicherweise in der Luft- und Raumfahrtindustrie verwendet wird.Das Hinzufügen von Scandium zu Aluminium kann die Festigkeit und Hitzebeständigkeit des Metalls verbessern.Die Verwendung von Aluminiumscandium kann auch die Kraftstoffeffizienz verbessern.Da es ein Ersatz für Materialien mit höherer Dichte wie Stahl und Titan ist, kann der Ersatz dieser Materialien durch leichteres Aluminium-Scandium das Gewicht reduzieren und die Kraftstoffeffizienz verbessern.
Edelstahlteile für Luft- und Raumfahrtanwendungen
In der Luft- und Raumfahrtindustrie scheint Edelstahl im Vergleich zu Aluminium eine überraschende Wahl zu sein.Obwohl Edelstahl schwerer ist, hat seine Verwendung in Luft- und Raumfahrtanwendungen in letzter Zeit zugenommen.
Edelstahl bezieht sich auf eine Reihe von Legierungen auf Eisenbasis, die mindestens 11 % Chrom enthalten, eine Verbindung, die Eisenkorrosion verhindert und Hitzebeständigkeit bietet.Verschiedene Arten von rostfreien Stählen umfassen die Elemente Stickstoff, Aluminium, Silizium, Schwefel, Titan, Nickel, Kupfer, Selen, Niob und Molybdän.Die Art des rostfreien Stahls wurde klassifiziert und durch drei Zahlen angegeben.Obwohl der üblicherweise verwendete Edelstahl nur etwa ein Zehntel ausmacht, gibt es mehr als 150 Edelstahlsorten.Darüber hinaus kann Edelstahl zu Blechen, Platten, Stäben, Drähten und Rohren verarbeitet werden, wodurch er für verschiedene Anwendungen geeignet ist.Es gibt fünf Hauptgruppen von Edelstählen, die hauptsächlich nach ihrer Kristallstruktur klassifiziert werden.Diese Gruppen sind austenitische, ferritische, martensitische, Duplex- und ausscheidungshärtende rostfreie Stähle.