قطعات آلیاژ آلومینیوم و فولاد ضد زنگ برای هوا فضا

قطعات آلیاژ آلومینیوم و فولاد ضد زنگ برای هوا فضا
هنگام ماشینکاری قطعات برای کاربردهای هوافضا، عوامل زیادی مانند شکل، وزن و دوام قطعات باید در نظر گرفته شوند.این عوامل بر ارزش پرواز هواپیما تأثیر می گذارد.برای سال‌های متمادی، ماده ترجیحی برای کاربردهای هوافضا، آلیاژ آلومینیوم بوده است.با این حال، در هواپیماهای جت مدرن، تنها 20 درصد از ساختار را تشکیل می دهد.
با این حال، به دلیل تقاضا برای هواپیماهای سبک، استفاده از پلیمرهای تقویت شده با کربن و مواد لانه زنبوری در صنعت هوافضای مدرن در حال افزایش است.در سال های اخیر، سازندگان هوافضا شروع به تحقیق در مورد جایگزین هایی برای آلیاژهای آلومینیوم کرده اند که یکی از آنها فولاد ضد زنگ درجه هوانوردی است.استفاده از این فولاد ضد زنگ در قطعات جدید هواپیما افزایش یافته است.در این مقاله کاربرد و تفاوت آلیاژ آلومینیوم و فولاد ضد زنگ در هواپیماهای مدرن توضیح داده خواهد شد.

قطعات آلیاژ آلومینیوم هوافضا
قطعات آلیاژ آلومینیوم هوافضا کاربردی
آلومینیوم یک ماده نسبتا سبک است که وزن آن حدود 2.7 گرم بر سانتی متر مکعب (گرم بر سانتی متر مکعب) است.اگرچه آلومینیوم سبک تر و ارزان تر از فولاد ضد زنگ است، اما مقاومت و مقاومت آن در برابر خوردگی به خوبی فولاد ضد زنگ نیست.فولاد ضد زنگ از نظر دوام و استحکام نسبت به آلومینیوم برتری دارد.

اگرچه استفاده از آلیاژهای آلومینیوم در بسیاری از جنبه های تولید هوافضا کاهش یافته است، آلیاژهای آلومینیوم هنوز به طور گسترده در هواپیماهای مدرن استفاده می شوند.برای بسیاری از کاربردهای خاص، آلومینیوم همچنان یک ماده قوی و سبک وزن است.به دلیل شکل پذیری بالا و سهولت پردازش، در مقایسه با بسیاری از کامپوزیت ها یا تیتانیوم نسبتاً ارزان است.همچنین می‌توان آن را با آلیاژ کردن آن با فلزات دیگر مانند مس، منیزیم، منگنز و روی یا با عملیات سرد یا حرارتی تقویت کرد.هنگامی که آلومینیوم در معرض هوا قرار می گیرد، پیوندهای اکسیداسیون شیمیایی بسته، آلومینیوم را از محیط جدا می کند.این عملکرد آن را بسیار مقاوم در برابر خوردگی می کند.
محبوب ترین آلیاژهای آلومینیوم مورد استفاده برای ساخت قطعات هواپیما عبارتند از:

آلیاژ آلومینیوم 7075 (آلومینیوم/روی)
آلیاژ آلومینیوم 7475-02 (آلومینیوم/روی/منیزیم/سیلیکون/کروم)
آلیاژ آلومینیوم 6061 (آلومینیوم/منیزیم/سیلیکون)
7075 ترکیبی از آلومینیوم و روی است.این آلیاژ رایج ترین آلیاژ مورد استفاده در کاربردهای هوافضا است.دارای خواص مکانیکی عالی، شکل پذیری، استحکام و مقاومت در برابر خستگی است.
7475-02 ترکیبی از آلومینیوم، روی، سیلیکون و کروم است، در حالی که 6061 حاوی آلومینیوم، منیزیم و سیلیکون است.اینکه کدام آلیاژ مورد نیاز است کاملاً به کاربرد مورد نظر انتهای بستگی دارد.اگرچه بسیاری از قطعات آلیاژ آلومینیوم هواپیما صرفاً تزئینی هستند، برخی از قطعات برای عملکرد هواپیما ضروری هستند و باید ویژگی های خاصی داشته باشند.
اسکاندیم آلومینیوم یک آلیاژ آلومینیوم است که معمولاً در صنعت هوافضا استفاده می شود.افزودن اسکاندیم به آلومینیوم می تواند استحکام و مقاومت حرارتی فلز را افزایش دهد.استفاده از اسکاندیم آلومینیومی همچنین می تواند بهره وری سوخت را بهبود بخشد.از آنجایی که جایگزینی برای مواد با چگالی بالاتر مانند فولاد و تیتانیوم است، جایگزینی این مواد با اسکاندیم آلومینیوم سبک تر می تواند وزن را کاهش داده و بازده سوخت را بهبود بخشد.

قطعات فولادی ضد زنگ برای کاربردهای هوافضا
به نظر می رسد در صنعت هوافضا، فولاد ضد زنگ در مقایسه با آلومینیوم، انتخاب شگفت انگیزی باشد.اگرچه فولاد ضد زنگ سنگین تر است، استفاده از آن در کاربردهای هوافضا اخیراً افزایش یافته است.
فولاد ضد زنگ به مجموعه ای از آلیاژهای پایه آهن اطلاق می شود که حاوی حداقل 11 درصد کروم است که ترکیبی است که از خوردگی آهن جلوگیری می کند و مقاومت حرارتی را ایجاد می کند.انواع مختلف فولادهای زنگ نزن شامل عناصر نیتروژن، آلومینیوم، سیلیکون، گوگرد، تیتانیوم، نیکل، مس، سلنیوم، نیوبیم و مولیبدن است.نوع فولاد ضد زنگ با سه شکل طبقه بندی و نشان داده شده است.اگرچه فولاد ضد زنگ معمولی فقط حدود یک دهم است، اما بیش از 150 درجه فولاد ضد زنگ وجود دارد.علاوه بر این، فولاد ضد زنگ را می توان به ورق، صفحه، میله، سیم و لوله تبدیل کرد که آن را برای کاربردهای مختلف مناسب می کند.پنج گروه اصلی از فولادهای ضد زنگ وجود دارد که عمدتاً بر اساس ساختار کریستالی آنها طبقه بندی می شوند.این گروه‌ها فولادهای زنگ نزن آستنیتی، فریتی، مارتنزیتی، دوبلکس و سخت‌کننده بارشی هستند.