aluminium de l'avion: Caractéristiques

En raison de la facilité, la ductilité et la résistance à la corrosion de l'aluminium est devenu un matériau indispensable dans de nombreuses industries. aluminium Avion – groupe d'alliages différents à l'inclusion de magnésium à haute résistance, le silicium, le cuivre et le manganèse. Conférer une résistance supplémentaire à l'alliage au moyen de m. N. « Effet vieillissement » – une méthode spéciale de durcissement sous l'influence depuis longtemps un environnement atmosphérique agressif. L'alliage a été inventé au début du 20ème siècle sous le nom de duralumin, maintenant connu sous le nom « Avial ».

Définition. historique

Le début de l'histoire de l'alliage d'aluminium de l'aviation est considérée comme 1909. ingénieur métallurgique allemand Alfred Wilm empiriquement établie, si un alliage d'aluminium avec une petite addition de cuivre, de manganèse et de magnésium après le durcissement à une température de 500 ° C et trempe reposer pendant 4-5 jours à 20-25 °, il devient progressivement plus difficile et plus fort, sans perdre la flexibilité. La procédure est appelée « vieillissement » ou « maturation ». Pendant ce durcissement atomes de cuivre remplissent la plus petite pluralité de zones au niveau des joints de grains. Le diamètre de l'atome de cuivre est inférieure à celle de l'aluminium, car il y a une contrainte de compression, ce qui augmente la résistance du matériau.

Pour la première fois l'alliage a été maîtrisé dans les usines allemandes Dürener Metallwerken et a reçu la marque Dural, d'où le nom « duralumin ». Par la suite, la composition métallurgiste américain R. B. et Archer Dzhafris améliorée en modifiant le pourcentage de magnésium principalement. Le nouvel alliage appelé 2024 diverses modifications sont largement utilisés aujourd'hui, mais toute la famille des alliages – « Avial ». Le nom « d'aluminium de l'avion », cet alliage a reçu presque immédiatement après l'ouverture comme complètement remplacé le bois et le métal dans la construction d'avions.

Les principaux types et caractéristiques

Il y a trois groupes principaux:

• Famille d'aluminium-manganèse (Al-Mn), et de l'aluminium-magnésium (Al-Mg). La caractéristique principale – haute, à peine inférieure à la résistance pure corrosion de l'aluminium. Ces alliages répondent bien à la soudure et la soudure, mais la mauvaise coupe. Non durci par traitement thermique.
• alliages au système d'aluminium résistant à la corrosion du magnésium et de silicium (Al-Mg-Si). Traitement thermique de durcissement, à savoir la trempe à 520 ° C suivi d'une trempe à l'eau et vieillissement naturel pendant environ 10 jours. La caractéristique distinctive de ce groupe de matériaux – haute résistance à la corrosion lorsqu'ils sont utilisés dans des conditions normales, et soumis à un stress.
• alliages structurels, aluminium-cuivre-magnésium (Al-Cu-Mg). Leur base – cuivre dopé, le manganèse, le magnésium et l'aluminium. En faisant varier les proportions des éléments d'alliage préparé aéronef aluminium, les caractéristiques qui peuvent varier.

Matériaux de ce dernier groupe possèdent de bonnes propriétés mécaniques, mais sont très sensibles à la corrosion que la première et la seconde famille d'alliages. Le degré de sensibilité à la corrosion dépend du type de traitement de surface, qui est encore nécessaire pour protéger la peinture ou anodisé. La résistance à la corrosion est augmentée par l'introduction d'une partie de l'alliage de manganèse.

Outre les trois principaux types d'alliages sont également distingués forgeage alliages,, résistant à la chaleur de structure à haute résistance et al. Ont nécessaire pour les propriétés d'application particulière.

Marquage des alliages d'aviation

Les normes internationales premier chiffre de marquage d'aluminium de l'avion indique les principaux éléments d'alliage de l'alliage:

• 1000 – aluminium pur.
• 2000 – alliage dural, allié avec le cuivre. A une certaine période – l'alliage aéronautique le plus commun. En raison de la sensibilité élevée à la fissuration par corrosion est de plus en plus remplacés par des alliages 7000 de la série.
• 3000 – élément d'alliage – manganèse.
• 4000 – élément d'alliage – silicium. Les alliages sont également connus sous le nom Silumin.
• 5000 – élément d'alliage – magnésium.
• 6000 – les alliages les plus plastique. des éléments d'alliage – magnésium et de silicium. Termozakalke peut être soumis à augmenter la force, mais inférieure à ce paramètre 2000 et série 7000.
• 7000 – alliages thermiquement durci, l'aluminium de qualité aéronautique plus durable. Les principaux éléments d'alliage – zinc et de magnésium.

Marquage de la seconde figure – modifications en alliage d'aluminium après le numéro de séquence initial – le nombre « 0 ». Les deux derniers chiffres – du nombre d'alliage, des informations sur sa pureté des impuretés. Si l'alliage prototype est ajouté au cinquième caractère marquage « X ».

Aujourd'hui, l'avion de qualité le plus courant en aluminium 1100, 2014, 2017, 3003, 2024, 2219, 2025, 5052, 5056. Les caractéristiques distinctives de ces alliages sont: la légèreté, la ductilité, une bonne ténacité, la résistance à l'abrasion, à la corrosion et le stress élevé. Dans l'industrie aéronautique les alliages les plus utilisés – air 6061 et 7075.

structure

Les principaux éléments d'alliage aluminium aéronautique sont le cuivre, le magnésium, le silicium, le manganèse et le zinc. Le pourcentage en poids de ces éléments dans l'alliage déterminer des caractéristiques telles que la résistance, la flexibilité, la résistance aux impacts mécaniques, etc. L'alliage de base – aluminium, des éléments d'alliage de base :. cuivre (2,2-5,2% en poids), du magnésium (0, 2 à 2,7%) et de manganèse (0,2-1%).

Une famille d'alliages d'aluminium-silicium aéronefs (13/04% en masse) avec une teneur mineure d'autres éléments d'alliage – cuivre, le manganèse, le magnésium, le zinc, le titane, le béryllium. Il est utilisé pour la fabrication de pièces complexes, également connu sous silumin ou en fonte d'alliage d'aluminium. La famille d'alliage d'aluminium-magnésium (13/01% en poids) avec les autres éléments ont une ductilité élevée et une résistance à la corrosion.

Le rôle du cuivre dans la composition de l'aéronef aluminium

La présence de cuivre dans la composition de l'aviation d'alliage contribue à son renforcement, mais en même temps est mauvais pour sa résistance à la corrosion. La suppression aux joints de grains lors de la trempe, le cuivre rend l'alliage sensible à la corrosion par piqûres, la corrosion sous contrainte et à la corrosion intergranulaire. Les zones riches en cuivre est galvaniquement plus cathodique que la matrice d'aluminium qui entoure et donc plus sensible à la corrosion se produisant par un mécanisme électrochimique. L'augmentation de la teneur en cuivre dans la masse d'alliage à 12% augmente les propriétés de résistance due au durcissement des particules au cours du vieillissement. Lorsque la teneur en cuivre dans la composition de plus de 12% de l'alliage devient cassant.

Domaines d'application

Les alliages d'aluminium vendent le plus populaire métal. qualité avion léger de poids force en alliage d'aluminium en font un bon choix pour de nombreuses industries des avions à des articles ménagers (téléphones portables, des écouteurs, lampes de poche). Les alliages d'aluminium sont utilisés dans la construction navale, l'industrie automobile, la construction, le transport w / d dans l'industrie nucléaire.

Largement selon les alliages à teneur en cuivre modérée (2014, 2024 etc.). Les profils de ces alliages ont une grande résistance à la corrosion, une bonne maniabilité, soudabilité spot. Parmi eux sont en conception responsable des avions, des camions lourds, des véhicules militaires.

Propriétés composé d'aluminium aéronef

Le soudage des alliages de l'aéronef est effectué exclusivement dans un gaz inerte protecteur. les gaz préférés sont l'hélium, l'argon ou un mélange de ceux-ci. Il a une conductivité thermique de l'hélium supérieur. Cela détermine le comportement de la température plus favorable de l'environnement de soudage qui vous permet d'être assez confortable pour connecter des éléments de structure à paroi épaisse. Utilisation de mélanges de gaz de protection améliore la ventilation. La probabilité de la formation de pores dans la soudure est fortement réduite.

L'utilisation dans l'industrie aéronautique

les alliages d'aluminium des aéronefs initialement créés spécialement pour la construction d'avions. Parmi ceux-ci, le boîtier est constitué de pièces de moteurs d'avion, châssis, réservoirs de carburant, et d'autres dispositifs de fixation. Les détails de l'aluminium de l'aéronef sont utilisés dans l'habitacle intérieur.

les alliages d'aluminium de la série 2xxx sont utilisés pour la production de pièces exposées à des températures élevées. Détails noeuds légèrement chargés, le carburant et les systèmes d'huile hydraulique sont en alliage 3xxx, 5xxx et 6xxx. Le plus largement utilisé dans l'industrie aéronautique était en alliage 7075. De ce fait, les éléments sont à fonctionner à une charge importante, avec des températures basses, une résistance élevée à la corrosion. La base de l'alliage est l'aluminium, et le principal des éléments d'alliage de magnésium, de zinc et de cuivre. De ce fait est les profils de puissance des structures d'avions, les parties de coque.