
حمل و نقل هوایی آلیاژ آلومینیوم قطعات جعل
بخشش های هوافضا آلیاژ آلومینیوم به فرآورهای تولید شده از طریق فرآیندهای جعلی با استفاده از مواد آلیاژ آلومینیوم ، که به طور خاص برای برنامه های کاربردی در صنعت هوافضا طراحی شده است ، اشاره دارد. این بخشش ها با ابعاد دقیق آنها ، خصوصیات مکانیکی بالا و مقاومت در برابر خوردگی عالی مشخص می شوند.
1. فرایند مرور و تولید مواد
قطعات فرفورژه Aloy Alloy Alioy اجزای ساختاری بحرانی در صنعت هوافضا هستند ، که به دلیل نسبت استحکام به وزن استثنایی ، قابلیت اطمینان بالا ، عملکرد خستگی عالی و مقاومت در برابر ضربه مشهور هستند. این مؤلفه ها از طریق فرآیندهای جعلی دقیقاً کنترل شده تولید می شوند و به حداکثر رساندن مزایای آلیاژهای آلومینیوم هوافضا با کارایی بالا (مانند سری 2xxx و 7xxx) هستند. فرآیند جعل ، دانه های داخلی مواد را اصلاح می کند ، ساختار آن را خم می کند و خطوط جریان دانه ای مداوم را ایجاد می کند که از نزدیک با هندسه قسمت مطابقت دارند ، از این طریق ظرفیت بار و ایمنی قطعات را در زیر بارهای پیچیده افزایش می دهد.
نمرات آلیاژ آلومینیوم هوافضا مشترک و ویژگی های آنها:سری 2xxx (سیستم AL-CU-MG):
نمرات معمولی: 2014, 2024, 2618.
خصوصیات: استحکام بالا ، عملکرد خستگی عالی ، سختی شکستگی خوب. 2024 یکی از پرکاربردترین نمرات است. 2618 آلیاژ در دمای بالا قدرت خوبی دارد.
عناصر اصلی آلیاژ: مس (مس) ، منیزیم (میلی گرم) ، منگنز (منگنز).
سری 7XXX (سیستم AL-ZN-MG-CU):
نمرات معمولی: 7050, 7075, 7475.
خصوصیات: استحکام فوق العاده بالا ، استحکام عملکرد بسیار بالا ، قوی ترین آلیاژهای آلومینیوم در کاربردهای هوافضا. 7050 و 7475 ضمن حفظ مقاومت بالا ، مقاومت و مقاومت در برابر شکستگی و مقاومت در برابر ترک خوردگی استرس (SCC) را نسبت به 7075 ارائه می دهند.
عناصر اصلی آلیاژ: روی (روی) ، منیزیم (میلی گرم) ، مس (مس) ، کروم (CR) یا زیرکونیوم (ZR).
سری 8xxx (سیستم AL-Li):
نمرات معمولی: 2099, 2195, 2050.
خصوصیات: آلیاژهای هوافضا نسل بعدی با چگالی پایین تر و مدول بالاتر ، به طور قابل توجهی نسبت قدرت به وزن و سفتی به وزن را بهبود می بخشد ، در حالی که عملکرد خستگی عالی و تحمل آسیب را حفظ می کند.
عناصر اصلی آلیاژ: لیتیوم (لی) ، مس (مس) ، منیزیم (میلی گرم) ، روی (روی).
ماده پایه:
آلومینیوم (AL): تعادل
ناخالصی های کنترل شده:
کنترل دقیق عناصر ناخالصی مانند آهن (آهن) و سیلیکون (SI) برای اطمینان از پاکیزگی متالورژی بالا ، جلوگیری از تشکیل ترکیبات بین فلزی درشت مضر ، در نتیجه بهینه سازی خواص مکانیکی و تحمل آسیب ها حفظ می شود.
فرآیند تولید (برای هوافضا.: فرآیند تولید برای فرقه های هوافضا بسیار سختگیرانه و پیچیده است و برای اطمینان از بالاترین کیفیت و قابلیت اطمینان محصولات ، رعایت استانداردهای سختگیرانه صنعت حمل و نقل هوایی ، نیاز به کنترل دقیق دارد.
انتخاب و صدور گواهینامه مواد اولیه:
بیلت های درجه بندی هوافضا انتخاب می شوند. کلیه مواد اولیه باید با مستندات کامل ردیابی ، از جمله تعداد گرما ، ترکیب شیمیایی ، اندازه دانه داخلی ، گزارش های بازرسی اولتراسونیک و غیره تهیه شود.
تجزیه و تحلیل ترکیب شیمیایی دقیق از رعایت استانداردهای هوافضا مانند AMS ، MIL ، BAC ، ASTM اطمینان می دهد.
برش و پیش درمانی:
بیلت ها دقیقاً با توجه به شکل هندسی پیچیده و الزامات بعدی بعدی قسمت محاسبه و برش داده می شوند. درمان قبل از گرمای ممکن است برای بهینه سازی انعطاف پذیری بیل انجام شود.
گرمایش:
بیلت ها دقیقاً در کوره های فرفورژه پیشرفته با یکنواختی دمای بسیار بالا گرم می شوند. یکنواختی دمای کوره باید مطابق با استانداردهای کلاس 1 یا 2 AMS 2750E باشد تا از گرمای بیش از حد یا گرم شدن محلی جلوگیری شود. فرآیند گرمایش اغلب تحت یک جو بی اثر یا با محافظت از پوشش ویژه برای کاهش اکسیداسیون انجام می شود.
شکل گیری جعل:
جعل چند گذر با استفاده از پرس های هیدرولیک بزرگ یا جعل چکش انجام می شود. تکنیک های پیشرفته شبیه سازی CAE (به عنوان مثال ، تغییر شکل) در طراحی قالب برای پیش بینی دقیق جریان فلزی استفاده می شود ، و اطمینان حاصل می شود که خطوط جریان دانه با جهت های اصلی استرس قسمت ، جلوگیری از چین ها ، پر کردن ناقص یا جریان دانه عرضی استفاده می شود.
قبل از پرواز ، جعل و جعل دقیق: به طور معمول شامل مراحل پیچیده قبل از انجام (تهیه یک خالی خشن) ، جعل پایان (شکل دهی خوب) و جعل دقیق (دقت بالا ، شکل دهی نزدیک به شبکه) است. هر مرحله به طور جدی میزان تغییر شکل ، میزان تغییر شکل و دما را برای بهینه سازی ساختار داخلی کنترل می کند.
پیرایش و مشت زدن:
پس از جعل ، فلاش بیش از حد در اطراف حاشیه جعل حذف می شود. برای قطعاتی که دارای حفره های داخلی یا سوراخ هستند ، ممکن است به عملیات پانچ نیاز باشد.
عملیات حرارتی:
عملیات حرارتی محلول: برای اطمینان از انحلال کامل عناصر آلیاژ در دما و زمان دقیقاً کنترل شده انجام می شود. یکنواختی دما (3 درجه) و زمان انتقال فرونشست (به طور معمول کمتر از 15 ثانیه) بسیار مهم است.
فروکش: خنک کننده سریع از دمای محلول ، به طور معمول با خاموش کردن آب یا خاموش شدن پلیمر. برای قطعات بزرگ یا پیچیده شکل ، ممکن است از فرونشست پله ای یا تأخیر در کاهش استرس یا اعوجاج باقیمانده استفاده شود.
درمان پیری: پیری مصنوعی تک مرحله یا چند مرحله ای با توجه به درجه آلیاژ و الزامات عملکرد نهایی انجام می شود.
T6 مزاج: حداکثر قدرت را فراهم می کند.
T73/T7351/T7451/T7651 خشم: برای سری 7xxx ، از فشار بیش از حد برای بهبود مقاومت در برابر ترک خوردگی استرس (SCC) و خوردگی لایه برداری استفاده می شود که این یک نیاز اجباری برای کاربردهای هوافضا است.
تسکین استرس:
پس از عملیات حرارتی ، بخشش ها به طور معمول در معرض تسکین استرس کششی یا فشرده سازی (به عنوان مثال ، سری TXX51) قرار می گیرند تا به طور قابل توجهی استرس باقیمانده را کاهش دهند ، اعوجاج ماشینکاری بعدی را به حداقل برسانند و ثبات بعدی را بهبود بخشند.
اتمام و بازرسی:
Deburring ، Shot Peening (عملکرد خستگی سطح را بهبود می بخشد) ، بررسی کیفیت سطح ، بازرسی بعدی.
آزمایش های جامع غیر مخرب و تست های خاصیت مکانیکی برای اطمینان از مطابقت محصول با استانداردهای هوافضا انجام می شود.
2. خصوصیات مکانیکی هواپیمایی آلیاژ آلومینیوم قطعات جعل
خصوصیات مکانیکی حمل و نقل هوایی آلیاژ آلومینیوم برای استفاده گسترده در استفاده گسترده آنها در صنعت هوافضا مهم است. این خصوصیات دارای مقادیر مشخصی در جهت های طولی (L) ، عرضی (LT) و کوتاه (ST) برای اطمینان از کنترل مؤثر ناهمسانگردی هستند.
|
نوع خاصیت |
2024- t351 مقدار معمولی |
7050- t7451 مقدار معمولی |
7075- t7351 مقدار معمولی |
2050- t851 مقدار معمولی |
جهت آزمون |
استاندارد |
|
قدرت کششی نهایی (UTS) |
440-480 mpa |
500-540 mpa |
480-520 mpa |
550-590 mpa |
l/lt/st |
استاندارد ASTM B557 |
|
قدرت عملکرد (0 2 ٪ YS) |
300-330 mpa |
450-490 mpa |
410-450 mpa |
510-550 mpa |
l/lt/st |
استاندارد ASTM B557 |
|
کشیدگی (2 اینچ) |
10-18% |
8-14% |
10-15% |
8-12% |
l/lt/st |
استاندارد ASTM B557 |
|
سختی برینل |
120-135 hb |
145-160 hb |
135-150 hb |
165-180 hb |
N/A |
استاندارد ASTM E10 |
|
قدرت خستگی (چرخه 10⁷) |
140-160 mpa |
150-180 mpa |
140-170 mpa |
170-200 mpa |
N/A |
استاندارد ASTM E466 |
|
سختی شکستگی K1c |
30-40 mpa√m |
35-45 mpa√m |
28-35 mpa√m |
30-40 mpa√m |
N/A |
استاندارد ASTM E399 |
|
قدرت برشی |
270-300 mpa |
300-330 mpa |
280-310 mpa |
320-350 mpa |
N/A |
ASTM B769 |
|
مدول |
73.1 GPA |
71 GPA |
71 GPA |
74.5 GPA |
N/A |
استاندارد ASTM E111 |
یکنواختی خاصیت و ناهمسانگردی:
بخش های هوافضا برای یکنواختی و ناهمسانگردی نیازهای سختگیرانه ای دارند. از طریق فرآیندهای پیشرفته جعل و طراحی قالب ، جریان دانه می تواند دقیقاً برای دستیابی به خواص بهینه در جهت های بارگذاری بحرانی کنترل شود.
استانداردهای هوافضا به طور معمول حداقل مقادیر تضمین شده روشن را برای خصوصیات مکانیکی در جهت های L ، LT و ST تنظیم می کنند ، و اطمینان می دهند که این قسمت از قدرت و سختی کافی در همه جهت گیری ها برخوردار است.
3. خصوصیات ریزساختاری
ریزساختار فرجدهای هوافضا آلیاژ آلومینیوم ، ضمانت اساسی استحکام بالا ، چقرمگی ، عملکرد خستگی و تحمل آسیب است.
ویژگی های ریزساختاری کلیدی:
ساختار دانه تصفیه شده ، یکنواخت و متراکم:
فرآیند جعل به طور کامل دانه های درشت به عنوان ریخته شده ، تشکیل دانه های ریز و درشت متراکم و متراکم را تشکیل می دهد و نقص ریخته گری مانند تخلخل و انقباض را از بین می برد. اندازه متوسط دانه معمولاً در یک محدوده خاص برای بهینه سازی خصوصیات مکانیکی کلی کنترل می شود.
پراکندگی های تشکیل شده توسط عناصر آلیاژ مانند Cr ، Mn و Zr (در بعضی از نمرات) به طور موثری مرزهای دانه را پین می کنند ، رشد بیش از حد دانه و تبلور مجدد را مهار می کنند.
جریان دانه مداوم بسیار مطابق با شکل بخشی است:
این مزیت اصلی فرجده های هوافضا است. از آنجا که این فلز به صورت پلاستیکی در حفره مرده جریان می یابد ، دانه های آن کشیده می شوند و خطوط جریان فیبر مداوم را تشکیل می دهند که از نزدیک با ساختارهای پیچیده خارجی و داخلی این قسمت مطابقت دارند.
این تراز جریان دانه با جهت اصلی استرس قسمت در شرایط عملیاتی واقعی به طور موثری بارها را منتقل می کند ، به طور قابل توجهی عملکرد خستگی قسمت ، چقرمگی ضربه ، چقرمگی شکستگی و مقاومت در برابر ترک خوردگی استرس را در مناطق بحرانی بهبود می بخشد (به عنوان مثال ، گوشه ها ، سوراخ های اتصال ، بخش های مختلف).
کنترل دقیق مراحل تقویت (رسوبات):
پس از عملیات حرارتی محلول و پیری چند مرحله ای ، مراحل تقویت (به عنوان مثال ، Al₂cumg ، MGZN₂) به طور یکنواخت در ماتریس آلومینیوم با اندازه ، مورفولوژی و توزیع بهینه رسوب می کنند.
برای سری 7xxx ، درمان های پیری (به عنوان مثال ، T73 ، T74 ، T76 Tempers) با هدف بهبود موثر ترک خوردگی استرس (SCC) و مقاومت به خوردگی لایه برداری با کنترل نوع رسوبات و مورفولوژی رسوبات مرز دانه (درشت ، ناپیوستگی) ، حتی در هزینه برخی از قدرت اوج.
پاکیزگی متالورژی بالا:
کنترل دقیق عناصر ناخالصی مانند آهن (آهن) و سیلیکون (SI) از تشکیل ترکیبات درشت ، شکننده بین فلزی جلوگیری می کند و از این طریق از چقرمگی مواد ، عمر خستگی و تحمل آسیب اطمینان می دهد. بخشش های هوافضا به طور معمول به سطح بسیار کمی از اجزاء غیر فلزی نیاز دارند.
4. مشخصات و تحمل های بعدی
فرجدهای هوافضا آلیاژ آلومینیوم معمولاً نیاز به دقت بالایی و تحمل های بعدی دقیق دارند تا ماشینکاری بعدی ، کاهش هزینه ها و زمان سرب را به حداقل برسانند.
|
پارامتر |
دامنه اندازه معمولی |
تحمل تحمل هوافضا (به عنوان مثال ، AMS 2770) |
تحمل دقیق ماشینکاری |
روش تست |
|
حداکثر ابعاد پاکت |
{0} mm |
± 0 5 ٪ یا 1.5 میلی متر پوند |
± {{0}. 02 - ± 0.2 میلی متر |
اسکن CMM/لیزر |
|
ضخامت حداقل دیوار |
{0} mm |
± 0. 8 میلی متر |
± {{0}. 1 - ± 0.3 میلی متر |
سنج CMM/ضخامت |
|
محدوده وزن |
0. 1 - 500 kg |
±3% |
N/A |
مقیاس الکترونیکی |
|
زبری سطح (جعلی) |
ra 6. {1}} μm |
N/A |
ra 0. 8 - 6. 3 میکرومتر |
پروفیلوم سنج |
|
صافی |
N/A |
0. 25 میلی متر در 100 میلی متر |
0. 05 میلی متر/100mm |
سنج فلش/cmm |
|
عمدت |
N/A |
0. 25 درجه |
0. 05 درجه |
سنج زاویه/CMM |
قابلیت سفارشی سازی:
بخش های هوافضا به طور معمول بسیار سفارشی ، طراحی و تولید شده بر اساس مدل های سه بعدی (پرونده های CAD) و نقشه های مهندسی دقیق ارائه شده توسط تولید کنندگان هواپیما.
تولید کنندگان دارای قابلیت های کامل از طراحی قالب ، جعل ، عملیات حرارتی ، تسکین استرس به ماشینکاری دقیق و تصفیه سطح نهایی هستند.
5. گزینه های مزاج و گزینه های عملیات حرارتی
خواص آلیاژهای آلومینیوم هوافضا کاملاً به عملیات حرارتی دقیق بستگی دارد. استانداردهای هوافضا برای فرآیند عملیات حرارتی مقررات بسیار سختی دارند.
|
رمز مزاج |
توصیف فرآیند |
برنامه های معمولی |
خصوصیات اصلی |
|
O |
کاملاً آنیل ، نرم |
حالت متوسط قبل از پردازش بیشتر |
حداکثر انعطاف پذیری ، برای سرماخوردگی آسان است |
|
T3/T351 |
گرمای محلول تصفیه شده ، سرماخوردگی ، به طور طبیعی پیر ، تنش استرس کشیده |
سری 2xxx ، استحکام بالا ، تحمل آسیب زیاد |
استحکام بالا ، سختی خوب ، کاهش استرس باقیمانده |
|
T4 |
گرمای محلول تصفیه شده ، سپس به طور طبیعی پیر می شود |
برنامه هایی که به حداکثر قدرت ، انعطاف پذیری خوب نیاز ندارند |
استحکام متوسط ، برای قطعاتی که نیاز به شکل گیری بالا دارند استفاده می شود |
|
T6/T651 |
گرمای محلول تصفیه شده ، با سن مصنوعی ، استرس کشیده شده |
سری 6xxx Series General High Strength ، سری 7xxx بالاترین استحکام (اما SCC حساس) |
استحکام بالا ، سختی بالا ، استرس باقیمانده کم |
|
T73/T7351 |
گرمای محلول تحت درمان ، بیش از حد ، کشیده شده استرس |
سری 7xxx ، مقاومت در برابر SCC بالا ، تحمل آسیب زیاد |
استحکام بالا ، مقاومت بهینه SCC ، استرس باقیمانده کم |
|
T74/T7451 |
گرمای محلول تحت درمان ، بیش از حد ، کشیده شده استرس |
سری 7xxx ، مقاومت SCC بهتر از T6 ، پایین تر از T73 ، استحکام بالاتر از T73 |
مقاومت خوب SCC و لایه برداری ، استحکام بالا |
|
T76/T7651 |
گرمای محلول تحت درمان ، بیش از حد ، کشیده شده استرس |
سری 7xxx ، مقاومت به لایه برداری بهتر از T73 ، مقاومت SCC متوسط |
مقاومت در برابر لایه برداری خوب ، استحکام بالا |
|
T8/T851 |
گرمای راه حل تصفیه شده ، سرماخوردگی ، با سن مصنوعی ، تنش استرس کشیده |
سری 2xxx Li-Alloys ، بالاترین استحکام و مدول |
استحکام نهایی و سفتی ، استرس باقیمانده کم |
راهنمایی انتخاب خلق و خوی:
سری 2xxx: اغلب در T351 (به عنوان مثال ، 2024) یا T851 (به عنوان مثال ، 2050 ، 2099) انتخاب می شود تا به عملکرد خستگی عالی و تحمل آسیب برسد.
سری 7xxx: بسته به الزامات مربوط به ترک خوردگی استرس (SCC) و خوردگی لایه برداری ، T7351 ، T7451 یا T7651 وسوسه کننده ها انتخاب می شوند و برخی از قدرت اوج را برای اطمینان از قابلیت اطمینان طولانی مدت قربانی می کنند. 7075 در دمای T6 به ندرت به طور مستقیم برای ساختارهای اولیه بارگذاری هوافضا استفاده می شود.
6. ویژگی های ماشینکاری و ساخت
فرجدهای آلیاژ آلومینیوم هوافضا معمولاً برای دستیابی به هندسه های پیچیده و دقت ابعادی بالا قسمت نهایی به ماشینکاری دقیق و گسترده نیاز دارند.
|
عمل |
ماده ابزار |
پارامترهای توصیه شده |
نظرات |
|
معکوس |
کاربید ، ابزارهای PCD |
vc {{0}} m/min ، f =0. 1-1. 0 mm/rev |
سرعت بالا ، خوراک زیاد ، خنک کننده کافی ، لبه ضد ساخته شده |
|
آسیاب کردن |
کاربید ، ابزارهای PCD |
vc =300-1500 m/min ، fz =0. 08-0. 5 mm |
دوک نخ ریسی با سرعت بالا ، دستگاه با رعایت بالا ، توجه به تخلیه تراشه ، ماشینکاری چند محوری |
|
حفاری |
کاربید ، HSS روکش شده |
vc =50-200 m/min ، f =0. 05-0. 3 mm/rev |
دریل های اختصاصی ، تحمل سوراخ های دلپذیر و سخت |
|
بهره برداری |
HSS-E-PM |
vc =10-30 m/min |
مایع برش با کیفیت ، از پاره شدن نخ ، دقت ابعاد بالا لازم جلوگیری می کند |
|
جوش |
جوش همجوشی توصیه نمی شود |
سری 2xxx/7xxx دارای جوشکاری فیوژن ضعیف ، مستعد ترک خوردگی و از بین رفتن استحکام است |
قطعات هوافضا در اولویت اتصال مکانیکی یا FSW قرار دارند. جوشکاری ترمیم درمان پس از گرمای نادر است |
|
درمان سطحی |
آنودایزر ، پوشش تبدیل ، شلی |
آنودایزاسیون (اسید سولفوریک/کرومیک) ، مناسب برای محافظت در برابر خوردگی و چسبندگی پوشش |
شلیك شلیك زندگی خستگی ، سیستم های متنوع پوشش را بهبود می بخشد |
راهنمایی ساختگی:
قابلیت تغییر: بخش های آلیاژ آلومینیوم هوافضا به طور کلی دارای ماشینکاری خوبی هستند ، اما نمرات با استحکام بالا (به عنوان مثال ، سری 7xxx ، 8xxx) به نیروهای برش بالاتری نیاز دارند ، خواستار ابزارهای با رویت بالا و ابزارهای برش تخصصی هستند. ماشینکاری چند محوری متداول است.
مدیریت استرس باقیمانده: بخشش ها ، به ویژه پس از فرونشست ، فشارهای باقیمانده داخلی دارند. قطعات هوافضا اغلب از خلق و خوی TXX51 (تنش کششی) استفاده می کنند. در حین ماشینکاری ، باید استراتژی هایی مانند برش متقارن و برش لایه بندی شده استفاده شود ، و در نظر گرفته شده به ماشینکاری خشن پس از عملیات حرارتی ، سپس تسکین استرس و به دنبال آن ماشینکاری دقیق انجام شود.
قابلیت جوشکاری: جوش همجوشی سنتی به ندرت برای اجزای آلیاژ آلومینیوم بارس فضا اولیه استفاده می شود. آنها در درجه اول به پیوستن مکانیکی (به عنوان مثال ، اتصال دهنده های Hi-Lok ، پرچین) یا تکنیک های جوشکاری حالت جامد (به عنوان مثال ، جوشکاری اصطکاک ، جوش زدن اصطکاک FSW) متکی هستند و جوشکاری معمولاً برای بازگرداندن خواص نیاز به عملیات حرارتی موضعی دارد.
کنترل کیفیت: فرآیند دقیق و بازرسی خارج از خط از ابعاد ، تحمل های هندسی ، زبری سطح و نقص در هنگام ماشینکاری.
7. سیستم های مقاومت و محافظت در برابر خوردگی
مقاومت در برابر خوردگی آلیاژهای آلومینیوم هوافضا یکی از شاخص های مهم عملکرد آنها است ، به ویژه با توجه به مقاومت آنها در برابر ترک خوردگی استرس (SCC) و خوردگی لایه برداری در محیط های مختلف.
|
نوع خوردگی |
سری 2xxx (T351) |
7075 (T6) |
7075 (T7351) |
2050 (T851) |
سیستم حفاظت |
|
خوردگی جوی |
خوب |
خوب |
عالی |
خوب |
آنودایزاسیون ، یا حفاظت خاصی لازم نیست |
|
خوردگی آب دریا |
معتاد |
معتاد |
خوب |
معتاد |
پوشش های آنودایزر و با کارایی بالا ، انزوای گالوانیک |
|
ترک خوردگی استرس (SCC) |
نسبتاً حساس |
بسیار حساس |
حساسیت بسیار کم |
حساسیت بسیار کم |
T7351/T851 Temper یا محافظت از کاتدیک را انتخاب کنید |
|
خوردگی لایه برداری |
حساسیت بسیار کم |
نسبتاً حساس |
حساسیت بسیار کم |
حساسیت بسیار کم |
فضای خاص ، پوشش سطح را انتخاب کنید |
|
خورد بین دانه ای |
حساسیت بسیار کم |
نسبتاً حساس |
حساسیت بسیار کم |
حساسیت بسیار کم |
کنترل عملیات حرارتی |
استراتژی های حفاظت از خوردگی:
انتخاب آلیاژ و دما: در هوافضا ، برای آلیاژهای آلومینیومی با استحکام بالا ، وسوسه های بیش از حد (به عنوان مثال ، T7351/T7451/T7651 برای سری 7xxx ، T851 برای سری 8xxx) با SCC بالا و مقاومت در برابر خوردگی لایه برداری ، حتی با هزینه برخی از قدرت اوج.
درمان سطحی:
بوی: متداول ترین و مؤثرترین روش محافظت ، تشکیل یک فیلم اکسید متراکم بر روی سطح جعل ، افزایش خوردگی و مقاومت در برابر سایش. آنودایزاسیون اسید کرومیک (CAA) یا آنودایزاسیون اسید سولفوریک (SAA) معمولاً مورد استفاده قرار می گیرد و پس از آن آب بندی می شود.
پوشش های تبدیل شیمیایی: به عنوان آغازگرهای خوب برای رنگ ها یا چسب ها ، محافظت از خوردگی اضافی.
سیستم های پوشش با کارایی بالا: اپوکسی ، پلی اورتان یا سایر پوشش های ضد خوردگی با کارایی بالا در محیط های خاص یا خشن اعمال می شود.
مدیریت خوردگی گالوانیک: در هنگام تماس با فلزات ناسازگار ، اقدامات سختگیرانه انزوا (به عنوان مثال ، واشرهای غیر رسانا ، پوشش عایق ، درزگیرها) باید برای جلوگیری از خوردگی گالوانیک انجام شود.
8. خصوصیات فیزیکی برای طراحی مهندسی
ویژگی های فیزیکی فرجدهای هوافضا آلیاژ آلومینیوم داده های ورودی مهم در طراحی هواپیما است و بر وزن ساختاری ، عملکرد و ایمنی هواپیما تأثیر می گذارد.
|
دارایی |
2024- مقدار T351 |
7050- t7451 مقدار |
7075- t7351 مقدار |
2050- t851 |
توجه به طراحی |
|
تراکم |
2.78 گرم در سانتی متر مربع |
2.80 گرم در سانتی متر مربع |
2.81 گرم در سانتی متر مربع |
2.68 گرم در سانتی متر مربع |
طراحی سبک ، مرکز کنترل گرانش |
|
دامنه ذوب |
500-638 درجه |
477-635 درجه |
477-635 درجه |
505-645 درجه |
تصفیه حرارت و پنجره جوشکاری |
|
هدایت حرارتی |
121 W/m·K |
130 W/m·K |
130 W/m·K |
145 W/m·K |
مدیریت حرارتی ، طراحی اتلاف گرما |
|
هدایت الکتریکی |
30 ٪ IACS |
33 ٪ IACS |
33 ٪ IACS |
38 ٪ IACS |
هدایت الکتریکی ، محافظت از اعتصاب صاعقه |
|
گرمای خاص |
900 J/kg · k |
960 J/kg · k |
960 J/kg · k |
920 J/kg · k |
اینرسی حرارتی ، محاسبه پاسخ شوک حرارتی |
|
انبساط حرارتی (CTE) |
23.2 ×10⁻⁶/K |
23.6 ×10⁻⁶/K |
23.6 ×10⁻⁶/K |
22.0 ×10⁻⁶/K |
تغییرات بعدی به دلیل تغییرات دما ، طراحی اتصال |
|
مدول |
73.1 GPA |
71 GPA |
71 GPA |
74.5 GPA |
سختی ساختاری ، تغییر شکل و تجزیه و تحلیل لرزش |
|
نسبت پواسون |
0.33 |
0.33 |
0.33 |
0.33 |
پارامتر تجزیه و تحلیل ساختاری |
|
ظرفیت میرایی |
کم |
کم |
کم |
کم |
لرزش و کنترل سر و صدا |
ملاحظات طراحی:
نسبت های نهایی قدرت به وزن و سفتی به وزن: آلومینیوم های هوافضا برای دستیابی به سبک وزن و بازده ساختاری زیاد هواپیما ، با Alloys (سری 8xxx) در این زمینه بسیار مهم هستند.
طراحی تحمل آسیب: فراتر از استحکام ، قطعات هوافضا در اولویت تحمل آسیب و عملکرد خستگی قرار می گیرند و به مواد نیاز دارند تا حتی با نقص موجود ، با خیال راحت انجام دهند. دانه های ریز و جریان مداوم دانه های موجود برای این امر بسیار مهم است.
دامنه دمای عملیاتی: آلیاژهای آلومینیوم هوافضا بسیار مقاوم در برابر دما نیستند ، به طور معمول محدود به دمای عملیاتی در زیر درجه {0}}. برای کاربردهای دمای بالاتر ، آلیاژهای تیتانیوم یا مواد کامپوزیت باید در نظر گرفته شوند.
پیچیدگی: بخشش های هوافضا دارای اشکال پیچیده ای هستند و خواستار الزامات بسیار بالایی برای طراحی و فرآیندهای تولیدی هستند ، که اغلب شامل چندین گذرگاه جعلی و ماشینکاری دقیق است.
9. تضمین کیفیت و آزمایش
تضمین کیفیت و آزمایش از آلیاژ آلومینیوم هوافضا عناصر اصلی ایمنی صنعت حمل و نقل هوایی است و باید دقیق ترین استانداردهای صنعت و مشخصات مشتری را رعایت کند.
روشهای آزمایش استاندارد:
قابلیت ردیابی چرخه عمر کامل: هر مرحله از تهیه مواد اولیه تا تحویل نهایی باید دارای سوابق مفصلی و مستندات قابل ردیابی از جمله شماره گرما ، تاریخ تولید ، پارامترهای فرآیند ، نتایج آزمون و غیره باشد.
صدور گواهینامه مواد اولیه:
تجزیه و تحلیل ترکیب شیمیایی (طیف سنج انتشار نوری ، ICP) برای اطمینان از انطباق با AMS ، MIL ، BAC و سایر مشخصات مواد هوافضا.
بازرسی نقص داخلی: 100 ٪ آزمایش اولتراسونیک (UT) برای اطمینان از بیلت ها از نقص و اجزاء ریخته گری عاری است.
نظارت بر فرآیند جعل:
نظارت و ضبط در زمان واقعی دمای کوره ، جعل دمای ، فشار ، میزان تغییر شکل ، میزان تغییر شکل ، دمای مرگ و سایر پارامترها.
بازرسی تصادفی در فرآیند/خارج از خط از شکل و ابعاد جعل برای اطمینان از پیروی از نیازهای قبل از پرواز و اتمام الزامات.
نظارت بر فرآیند تصفیه حرارت:
کنترل و ضبط دقیق یکنواختی دمای کوره (مطابق با کلاس 1 AMS 2750E) ، دمای رسانه را خاموش و شدت اضطراب ، زمان انتقال فرونشست و سایر پارامترها.
ضبط مداوم و تجزیه و تحلیل منحنی دما/زمان.
تجزیه و تحلیل ترکیب شیمیایی:
مجدداً ترکیب ترکیب شیمیایی دسته ای از بخشش های نهایی.
آزمایش خاصیت مکانیکی:
تست کششی: نمونه های گرفته شده در مسیرهای L ، LT و ST ، که به طور دقیق برای UTS ، YS ، EL مطابق با استانداردها مورد آزمایش قرار گرفته اند و حداقل مقادیر تضمین شده را تضمین می کنند.
تست سختی: اندازه گیری های چند نقطه ای برای ارزیابی یکنواختی و ارتباط با خصوصیات کششی.
تست ضربه: در صورت لزوم ، تست ضربه-Notch-Notch.
تست سختی شکستگی: آزمایش K1C یا JIC برای مؤلفه های مهم ، یک پارامتر اصلی برای طراحی تحمل آسیب های هوافضا.
آزمایش ترک خوردگی استرس (SCC):
تمام بخش های هوافضا سری 7xxx و 8xxx (به جز T6) اجباری در معرض آزمایش حساسیت SCC (به عنوان مثال ، تست حلقه C ، ASTM G38/G39) قرار دارند تا اطمینان حاصل شود که هیچ SCC در سطح استرس مشخص رخ نمی دهد.
آزمایش غیر مخرب (NDT):
تست اولتراسونیک (UT): 100 ٪ بازرسی داخلی برای همه فرجده های بار مهم (طبق سطح AMS 2154 استاندارد ، کلاس AA یا سطح کلاس A) برای اطمینان از تخلخل ، اجزاء ، لایه بندی ها ، ترک ها و غیره.
آزمایش نافذ (PT): 100 ٪ بازرسی سطح (طبق استاندارد AMS 2644) برای تشخیص نقص سطح.
تست فعلی Eddy (ET): نقص سطح و سطح نزدیک و همچنین یکنواختی مواد را تشخیص می دهد.
آزمایش رادیوگرافی (RT): بازرسی اشعه ایکس یا اشعه گاما برای مناطق خاص خاص.
تجزیه و تحلیل ریزساختاری:
معاینه متالوگرافی برای ارزیابی اندازه دانه ، تداوم جریان دانه ، میزان تبلور مجدد ، مورفولوژی رسوب و توزیع ، به ویژه ویژگی های رسوبات مرزی دانه ، اطمینان از رعایت استانداردهای هوافضا برای ساختار.
بازرسی کیفیت ابعادی و سطح:
اندازه گیری دقیق بعدی سه بعدی با استفاده از ماشین های اندازه گیری مختصات (CMM) یا اسکن لیزر ، اطمینان از دقت بعدی و تحمل هندسی اشکال پیچیده.
زبری سطح ، بازرسی نقص بصری.
استانداردها و گواهینامه ها:
تولید کنندگان باید دارای گواهی AS9100 (سیستم مدیریت کیفیت هوافضا) باشند.
محصولات باید مطابق با استانداردهای سختگیرانه هوافضا مانند AMS (مشخصات مواد هوافضا) ، MIL (مشخصات نظامی) ، BAC (شرکت هواپیمای بوئینگ) ، Airbus ، استانداردهای هوافضا SAE ، ASTM و غیره باشند.
EN 10204 نوع 3.1 یا 3.2 گزارش آزمون مواد را می توان ارائه داد و صدور گواهینامه مستقل شخص ثالث را می توان به درخواست مشتری ترتیب داد.
10. برنامه ها و ملاحظات طراحی
فرجدهای هوافضا آلیاژ آلومینیوم به دلیل ترکیب بی نظیر عملکرد آنها ، اجزای ضروری در سازه های هواپیما هستند که به طور گسترده در بخش هایی با نیازهای نهایی برای قدرت ، وزن ، قابلیت اطمینان و ایمنی مورد استفاده قرار می گیرند.
مناطق کاربردی اصلی:
ساختار بدنه هواپیما: Bulkheads ، اتصالات استرینگر ، وصل کننده های پوستی ، قاب درب کابین ، قاب های پنجره و سایر ساختارهای باربری اولیه.
ساختار بال: دنده ها ، اتصالات Spar ، آهنگ های فلپ ، اجزای Aileron ، پیوست های پیلون.
سیستم دنده فرود: بندهای اصلی چرخ دنده ، پیوندها ، قطب های چرخ ، اجزای ترمز و سایر قطعات مهم بار بالا.
اجزای موتور: مونتاژ موتور ، چوب لباسی ، ریشه های تیغه فن (مدل های خاص) ، دیسک های کمپرسور (طرح های اولیه).
اجزای هلیکوپتر: اجزای سر روتور ، محفظه انتقال ، میله های اتصال.
سیستم های سلاح: ساختارهای بدنه موشکی ، اجزای پرتابگر ، براکت های ابزار دقیق.
ماهواره ها و فضاپیما: قاب های ساختاری ، اتصالات.
مزایای طراحی:
نسبت های نهایی قدرت به وزن و سفتی به وزن: مستقیماً در کاهش وزن هواپیما ، افزایش بار و راندمان سوخت کمک می کند.
قابلیت اطمینان و ایمنی بالا: فرایند جعل ، نقص ریخته گری را از بین می برد ، زندگی خستگی عالی ، چقرمگی شکستگی و مقاومت در برابر ترک خوردگی استرس ، برآورده کردن تحمل شدید آسیب و نیازهای هوایی صنعت هوافضا را از بین می برد.
ادغام اشکال پیچیده: Forging Die می تواند هندسه های پیچیده تقریباً شبکه ای را ایجاد کند ، یکپارچه سازی توابع متعدد ، کاهش تعداد قسمت و هزینه های مونتاژ باشد.
عملکرد خستگی عالی: مهم برای اجزای موجود در بارهای مکرر در هواپیما.
محدودیت های طراحی:
با هزینه بالایی: هزینه مواد اولیه ، هزینه توسعه و هزینه ماشینکاری دقیق همه نسبتاً زیاد است.
تولید زمان سرب: طراحی ، ساخت ، ساخت و چرخه های فرفورژه چند گذر و چرخه عملیات حرارتی برای فرجدهای پیچیده هوافضا می تواند طولانی باشد.
محدودیت های اندازه: ابعاد جعل با تناژ تجهیزات جعل محدود است.
جوشکاری ضعیف: روشهای جوشکاری فیوژن سنتی به طور کلی برای ساختارهای اولیه بارگذاری هوافضا استفاده نمی شود.
عملکرد درجه حرارت بالا: آلیاژهای آلومینیوم به طور کلی در برابر درجه حرارت بالا مقاومت نمی کنند ، با دمای عملیاتی در زیر درجه {0}}.
ملاحظات اقتصادی و پایداری:
ارزش کل چرخه زندگی: اگرچه هزینه اولیه زیاد است ، اما فرجده های هوافضا با بهبود عملکرد هواپیما ، ایمنی ، عمر خدمات طولانی و کاهش هزینه های نگهداری ، مزایای اقتصادی قابل توجهی را در کل چرخه عمر خود ارائه می دهند.
کارایی استفاده از مواد: پیشرفته پیشرفته در نزدیکی شبکه ، فناوری جعل و ماشینکاری دقیق ، زباله های مواد را به حداقل می رساند.
دوستی محیطی: آلیاژهای آلومینیوم بسیار قابل بازیافت هستند و با نیازهای صنعت هوافضا برای پایداری هماهنگ هستند.
ایمنی پیشرفته: عملکرد برتر بخشش ها به طور مستقیم ایمنی پرواز را افزایش می دهد و بالاترین ارزش آنها را نشان می دهد.
تگ های محبوب: حمل و نقل هوایی آلیاژ آلومینیوم قطعات جعلی ، هواپیمایی آلیاژ آلومینیوم چین درگذشت قطعات تولید کنندگان ، تأمین کنندگان ، کارخانه, Trust van aluminium smee, Ontwikkeling van aluminium -smee, Aluminium smee geloofwaardigheid, Aluminium -smee -dienste, Aluminium smee lojaliteit, Aluminium -smee -mark
ارسال درخواست








