Alumini i aviacionit: Karakteristikat

Për shkak të lehtësisë, qëndrueshmërisë dhe rezistencës ndaj korrozionit, alumini është bërë një material i domosdoshëm në shumë industri. Alumini i aviacionit është një grup i lidhjeve të karakterizuara nga forca në rritje me përfshirjen e magnezit, silicit, bakrit dhe manganit. Forca shtesë e aliazhit është dhënë nga të ashtuquajturat. "Efekti i plakjes" është një metodë e veçantë e forcimit nën ndikimin e një ambienti atmosferik agresiv për një kohë të gjatë. Aliazh u shpik në fillim të shekullit të 20-të, dirural, dhe tani njihet edhe si "avial".

Definition. Dallimi historik

Fillimi i historisë së lidhjeve të aluminit të aviacionit është 1909. Inxhinier metalurgjik gjerman Alfred Wilm ka eksperimentuar që në qoftë se një aliazh alumini me një shtim të lehtë të bakrit, manganit dhe magnezit shuhet në 500 ° C dhe shuhet në një temperaturë prej 20-25 gradë për 4-5 ditë, gradualisht bëhet më e vështirë dhe Më e fortë, pa humbur plasticitetin. Procedura u quajt "plakje" ose "pjekurinë". Në procesin e këtij forcimi, atomet e bakrit mbushin një numër të zonave të vogla në kufijtë e grurit. Diametri i atomit të bakrit është më i vogël se ai i aluminit, kështu që shfaqet një stres shtypës, që rrit forcën e materialit.

Për herë të parë aliazh u zotua në fabrikat gjermane Dürener Metallwerken dhe mori markën Dural, prandaj emri "duralumin". Më pas, metallurgists amerikane R. Archer dhe V. Jafris përmirësuar përbërjen, duke ndryshuar përqindjen, kryesisht magnez. Aliazh i ri u emërua 2024, i cili në modifikime të ndryshme është përdorur gjerësisht tani, dhe të gjithë familjen e lidhjeve - Avial. Emri "alumini i aviacionit" është marrë pothuajse menjëherë pas zbulimit, pasi zëvendësoi tërësisht dru dhe metal në strukturat e avionëve.

Llojet dhe karakteristikat kryesore

Ekzistojnë tri grupe kryesore:

• Familjet e aluminit-mangan (Al-Mn) dhe alumini-magnez (Al-Mg). Karakteristika kryesore - e lartë, vështirë se duke pranuar rezistencën e pastër korrozioni prej alumini. Lidhje të tilla janë të përshtatshme për saldim dhe saldim, por ato janë prerë keq. Mos e ngurtësoni me anë të trajtimit të nxehtësisë.
• Lidhjet rezistente ndaj korrozionit të sistemit alumin-magnez-silikon (Al-Mg-Si). Ata janë forcuar me trajtim termik, domethënë shuarje në një temperaturë prej 520 ° C pasuar nga një ftohje e mprehtë e ujit dhe plakjes natyrale për rreth 10 ditë. Një karakteristikë dalluese e materialeve të këtij grupi është rezistenca e lartë e korrozionit në veprim në kushte normale dhe nën stres.
• Lidhjet strukturore të aluminit-bakër-magnez (Al-Cu-Mg). Baza e tyre është alumini, i lidhur me bakër, mangan dhe magnez. Duke ndryshuar përmasat e elementeve aliazh, merr alumin e aviacionit , karakteristikat e të cilave mund të ndryshojnë.

Materialet e grupit të fundit kanë veti të mira mekanike, por janë shumë të prirur ndaj korrozionit sesa familja e parë dhe e dytë e lidhjeve. Shkalla e ndjeshmërisë së korrozionit varet nga lloji i trajtimit sipërfaqësor që ende duhet të mbrohet me bojra ose me anodizing. Rezistenca ndaj korrozionit është rritur pjesërisht duke futur mangan në përbërjen.

Përveç tre llojeve kryesore të lidhjeve, lidhjet e forta, strukturat rezistente ndaj nxehtësisë, fortësia e lartë dhe të tjerët që posedojnë prona që janë të nevojshme për një fushë të veçantë të aplikimit dallohen gjithashtu.

Shënimi i lidhjeve të aviacionit

Në standardet ndërkombëtare, figura e parë për shënjimin e aluminit të aviacionit tregon elementët kryesorë aliazh të aliazhit:

• 1000 - alumini i pastër.
• 2000 - duralumin, lidhjet doped me bakër. Në një periudhë të caktuar - aliazh më të zakonshëm të hapësirës ajrore. Për shkak të ndjeshmërisë së lartë ndaj plasaritjes së korrozionit, ato zëvendësohen gjithnjë e më shumë me 7000 lidhjet e serive.
• 3000 - element aliazhi - mangan.
• 4000 - element aliazhi - silic. Lidhjet njihen gjithashtu si silumin.
• 5000 - element aliazhi - magnez.
• 6000 - lidhjet më plastike. Elementet lidhëse janë magnez dhe silikon. Mund t'i nënshtrohet plasaritjes së nxehtësisë për të rritur fuqinë, por ky parametër është më i ulët se seritë 2000 dhe 7000.
• 7000 - lidhjet termikisht të forta, alumini më i qëndrueshëm i aviacionit. Elementet kryesore alloimi janë zinku dhe magneziumi.

Shifra e dytë e shënimit është numri serik i modifikimit të aliazhit të aluminit pas fillestarit - shifra "0". Dy figurat përfundimtare janë numri i vetë aliazhit, informacion rreth pastërtisë së tij nga papastërtitë. Nëse aliazhi është përjetuar, shenja e pestë "X" shtohet në shenjë.

Deri më sot, markat më të zakonshme të aluminit të aviacionit: 1100, 2014, 2017, 3003, 2024, 2219, 2025, 5052, 5056. Karakteristikat dalluese të këtyre lidhjeve janë: lehtësia, duktiliteti, forca e mirë, rezistenca ndaj fërkimit, korrozioni dhe ngarkesa të larta. Në ndërtimin e avionëve, lidhjet më të përdorura janë alumini i aviacionit 6061 dhe 7075.

strukturë

Elementet kryesore aliazh të aluminit të aviacionit janë: bakri, magnez, silic, mangan, zink. Përqindja e këtyre elementeve me masë në aliazh përcaktojnë karakteristika të tilla si forca, fleksibiliteti, rezistenca ndaj ndikimeve mekanike etj. Baza e aliazhit 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% të masës) me përmbajtje të parëndësishme të elementëve të tjerë aliazh - bakër, mangan, magnez, zink, titan, beryllium. Përdoret për prodhimin e pjesëve komplekse, të njohura edhe si aliazh alumini silumin ose aliazh alumini. Një familje e lidhjeve të aluminit-magnezit (1-13% nga pesha) me elementë të tjerë kanë rezistencë të lartë të plastikës dhe korrozionit.

Roli i bakrit në aluminin e aviacionit

Prania e bakrit në përbërjen e një aliazhi të aviacionit kontribuon në forcimin e saj, por në të njëjtën kohë nuk ka efekt të mirë në rezistencën ndaj korrozionit. Rënia në kufijtë e grurit gjatë procesit të shuarjes, bakri e bën aliazhin të prirur për të hedhur korrozioni, korrozioni stresi dhe korrozioni ndërprerës. Zonat e pasura me bakër janë më galaktikisht katodike se matrica e aluminit përreth dhe për këtë arsye janë më të prekshme ndaj korrozionit që ndodhin në mekanizmin galvanik. Një rritje në përmbajtjen e bakrit në masën e aliazhit deri në 12% rritë vetitë e forcës për shkak të forcimit të shpërndarë në procesin e plakjes. Me një përmbajtje bakri prej më shumë se 12%, aliazhi bëhet i brishtë.

Fushat e aplikimit

Lidhjet e aluminit janë metalet më të njohura për shitje. Pesha e lehtë e aluminit të aviacionit, qëndrueshmëria e bëjnë këtë aliazh një zgjedhje të mirë për shumë prodhime nga avionët tek artikujt shtëpiakë (telefonat mobil, kufjet, pishtarët). Lidhjet e aluminit përdoren në ndërtimin e anijeve, automjeteve, ndërtimit, transportit hekurudhor, në industrinë bërthamore.

Kërkesa e gjerë për lidhjet me përmbajtje të moderuar të bakrit (2014, 2024 të tjerë). Profilet e këtyre lidhjeve kanë rezistencë të lartë korrozioni, machinability të mirë, dhe saldim spot. Nga këto struktura përgjegjëse të avionëve, automjeteve të rënda, pajisjeve ushtarake janë prodhuar.

Karakteristikat e lidhjes së avionit të avionit

Saldimi i lidhjeve të aviacionit kryhet ekskluzivisht në mjedisin mbrojtës të gazrave inerte. Gaze të preferuara janë: heliumi, argoni ose një përzierje e tyre. Heliumi është më shumë i përçueshëm. Kjo përcakton karakteristikat më të favorshme të temperaturës së mesme të saldimit, gjë që bën të mundur lidhjen e elementeve të trasha të strukturave mjaft të qetë. Përdorimi i një përzierjeje të gazrave mbrojtëse nxit një dalje më të plotë të gazit. Probabiliteti i formimit të poreve në bashkimin e ngjitur zvogëlohet ndjeshëm.

Aplikimi në ndërtimin e avionëve

Lidhjet e aluminit të aviacionit u krijuan fillimisht për ndërtimin e pajisjeve të aviacionit. Prej tyre, anijet e aeroplanëve, pjesët e motorit, shasinë, rezervuarët e karburantit, pajisjet e fiksimit, etj janë bërë nga pjesë alumini avionësh në brendësi të kabinës.

Lidhjet e aluminit të serisë 2ххх përdoren për prodhimin e pjesëve të ekspozuara ndaj temperaturave të larta. Detajet e njësive lehtësisht të ngarkuara, sistemet e karburantit, hidraulike dhe të naftës janë bërë nga lidhjet 3xxx, 5xxx dhe 6xxx. Më i përdorur gjerësisht në ndërtimin e avionëve ishte aliazhi 7075. Ai prodhon elementë për punë nën ngarkesë të konsiderueshme, temperatura të ulëta me rezistencë të lartë ndaj korrozionit. Baza e aliazhit është alumin, dhe elementët kryesor aliazh janë magnez, zink dhe bakër. Prej saj janë bërë profilet e fuqisë së strukturave të avionëve, elementë të lëkurës.