Авиация алюминий: мүнөздөмөлөрү

2025 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2025-01-24 13:20

Жеңилдигинен, ийкемдүүлүгүнөн жана коррозияга туруктуулугунан улам алюминий көптөгөн тармактарда алмаштырылгыс материал болуп калды. Авиация алюминийи - магний, кремний, жез жана марганец кошулган күчтүүлүгү менен мүнөздөлгөн эритмелер тобу. деп аталгандын жардамы менен эритмеге кошумча күч берилет. "картаюу эффектиси" - узак убакыт бою агрессивдүү атмосфералык чөйрөнүн таасири астында катуулануунун өзгөчө ыкмасы. Эритме 20-кылымдын башында ойлоп табылган, ал дюралюминий деп аталат, азыр "авиал" деп да белгилүү.

Аныктама. Тарыхый экскурсия

Авиациялык алюминий эритмелеринин тарыхынын башталышы 1909-жыл деп эсептелет. Немис инженер-металлургу Альфред Вильм эксперименталдык түрдө аныктаган, эгерде алюминий эритмесин жез, марганец жана магний бир аз кошулгандан кийин 500°С температурада өчүрүү жана тез муздатуу 20-25 градус температурада 4-5 күн сакталат., ал ийкемдүүлүгүн жоготпостон, бара-бара катуу жана күчтүү болуп калат. Процедура "карылык" же "жетилген" деп аталды. Мындай катуулануу процессинде жез атомдору толотдан чектеринде көптөгөн майда зоналар. Жез атомунун диаметри алюминийдикинен кичине, ошондуктан, кысуу стресси пайда болот, анын натыйжасында материалдын бекемдиги жогорулайт.

Биринчи жолу эритме Германиянын Dürener Metallwerken заводдорунда өздөштүрүлгөн жана Dural соода белгисин алган, ошондуктан "дюралюминий" деп аталып калган. Кийинчерээк америкалык металлургдар Р. Арчер жана В. Джафрис негизинен магнийдин пайызын өзгөртүү менен курамын жакшыртышкан. Жаңы эритме 2024 деп аталды, ал азыр да ар кандай модификацияларда кеңири колдонулат жана эритмелердин бүт үй-бүлөсү Avial деп аталат. Бул эритме "авиация алюминийи" деген аталышты табылгандан кийин дароо алган, анткени ал учак конструкцияларында жыгач менен металлды толугу менен алмаштырган.

Негизги түрлөрү жана мүнөздөмөлөрү

Үч негизги топ бар:

• Алюминий-марганец (Al-Mn) жана алюминий-магний (Al-Mg) үй-бүлөлөрү. Негизги мүнөздөмөсү - бул таза алюминийден дээрлик төмөн болгон коррозияга туруктуулугу. Мындай эритмелер ширетүү жана ширетүү үчүн жакшы жардам берет, бирок начар кесилген. Жылуулук менен иштетилген эмес.
• Алюминий-магний-кремний (Al-Mg-Si) системасынын коррозияга туруктуу эритмелери. Алар термикалык иштетүү жолу менен катуулатат, тактап айтканда, 520 ° C температурада катуулатып, андан кийин суу менен тез муздатуу жана 10 күнгө жакын табигый картаюу. Материалдардын бул тобунун айырмалоочу өзгөчөлүгү, алардын нормалдуу шарттарда жана стрессте иштөө учурунда коррозияга жогорку туруктуулугу.
• Структуралык алюминий-жез-магний эритмелери (Al-Cu-Mg). Алардын негизин жез, марганец жана магний менен легирленген алюминий түзөт. Легирленген элементтердин пропорцияларын өзгөртүү менен мүнөздөмөлөрү айырмаланышы мүмкүн болгон учактын алюминийи алынат.

Акыркы топтун материалдары жакшы механикалык касиеттерге ээ, бирок эритмелердин биринчи жана экинчи үй-бүлөсүнө караганда коррозияга абдан чыдамдуу. Коррозияга ийкемдүүлүктүн деңгээли беттик тазалоонун түрүнө жараша болот, ал дагы эле боёк же аноддоштуруу менен корголушу керек. Коррозияга туруктуулук эритменин курамына марганецти киргизүү менен жарым-жартылай жогорулайт.

Эритмелердин үч негизги түрүнөн тышкары, ошондой эле белгилүү бир колдонуу үчүн зарыл болгон касиеттерге ээ согулган эритмелер, ысыкка чыдамдуу, жогорку бекем структуралык жана башка эритмелер бар.

Авиациялык эритмелерди белгилөө

Эл аралык стандарттарда авиациялык алюминий маркасынын биринчи цифрасы эритмедеги негизги легирлөөчү элементтерди көрсөтөт:

• 1000 - таза алюминий.
• 2000 - дюралюминдер, жез менен эритмелер. Белгилүү бир мезгилде - эң кеңири таралган аэрокосмостук эритме. Стресстик коррозия крекингине жогорку ийкемдүүлүктөн улам барган сайын 7000 сериядагы эритмелер менен алмаштырылды.
• 3000 - легирлөөчү элемент - марганец.
• 4000 - легирлөөчү элемент - кремний. Эритмелер силуминдер катары да белгилүү.
• 5000 - легирлөөчү элемент - магний.
• 6000 эң ийкемдүү эритмелер. Легирленген элементтер магний жана кремний. Күчтү жогорулатуу үчүн жылуулукту катуулатса болот, бирок булпараметр 2000 жана 7000 серияларынан төмөн.
• 7000 - термикалык жактан катууланган эритмелер, эң бышык авиация алюминийи. Негизги эритүүчү элементтер цинк жана магний.

Маркировканын экинчи цифрасы алюминий эритмесинин оригиналдан кийинки модификациясынын сериялык номери - "0" саны. Акыркы эки цифра эритмесинин өзүнүн саны, анын аралашмалар боюнча тазалыгы жөнүндө маалымат. Эгерде эритме тажрыйбалуу болсо, белгиге бешинчи "X" кошулат.

Бүгүнкү күндө авиациялык алюминийдин кеңири таралган сорттору: 1100, 2014, 2017, 3003, 2024, 2219, 2025, 5052, 5056. Бул эритмелердин айырмалоочу белгилери: жеңилдик, ийкемдүүлүк, ийкемдүүлүк., коррозия жана жогорку жүк. Учак өнөр жайында эң көп колдонулган эритмелер 6061 жана 7075 учак алюминийи болуп саналат.

Композиция

Авиация алюминийинин негизги легирленген элементтери: жез, магний, кремний, марганец, цинк. Бул элементтердин эритмедеги салмагы боюнча пайызы бекемдик, ийкемдүүлүк, механикалык күчкө туруктуулук ж. магний (0. 2-2.7%) жана марганец (0.2-1%).

Кремний менен алюминийдин авиациялык эритмелери (салмак боюнча 4-13%) башка легирлөөчү элементтердин – жез, марганец, магний, цинк, титан, бериллий аз өлчөмдөгү. Силумин же куюлган алюминий эритмеси катары да белгилүү болгон татаал тетиктерди жасоо үчүн колдонулат. алюминий-магний эритмеси үй-бүлөсү(1-13% массасы) башка элементтер менен жогорку ийкемдүүлүккө жана коррозияга туруктуулукка ээ.

Учак алюминийиндеги жездин ролу

Авиация эритмесинин составында жездин болушу анын катуулануусуна өбөлгө түзөт, бирок ошол эле учурда анын коррозияга туруктуулугуна жаман таасирин тийгизет. Өндүрүү процессинде дандын чектеринен чыгып кетип, жез эритмени чуңкурга, стресс коррозияга жана гранула аралык коррозияга дуушар кылат. Жезге бай аймактар курчап турган алюминий матрицасына караганда гальваникалык катоддук болуп саналат жана ошондуктан гальваникалык коррозияга көбүрөөк дуушар болушат. Эритме массасындагы жездин курамынын 12% га чейин көбөйүшү эскирүү учурунда дисперсиялык күчтөнүү менен бекемдик касиеттерин жогорулатат. 12% ашык жез мазмуну менен эритме морт болуп калат.

Колдонуу аймактары

Алюминий эритмелери сатуу үчүн эң көп талап кылынган металл. Учак үлгүсүндөгү алюминийдин жеңил салмагы жана анын күчү бул эритмени учактан баштап, тиричилик буюмдарына (уюлдук телефондор, кулакчындар, кол чырактар) чейин көптөгөн тармактар үчүн жакшы тандоо кылат. Алюминий эритмелери кеме курууда, автомобиль жасоодо, курулушта, темир жол транспортунда жана атомдук өнөр жайда колдонулат.

Жездин орточо курамы бар эритмелер көп талап кылынат (2014, 2024 ж.б.). Бул эритмелерден жасалган профилдер жогорку коррозияга туруктуулугуна, жакшы иштетүүгө жөндөмдүүлүгүнө жана так ширетүүгө жөндөмдүүлүгүнө ээ. Алар учактар, оор унаалар, аскердик техникалар үчүн маанилүү конструкцияларды жасоо үчүн колдонулат.

Учак классындагы алюминий туташтыруу өзгөчөлүктөрү

Авиациялык эритмелерди ширетүү инерттүү газдардын коргоочу чөйрөсүндө гана жүргүзүлөт. Артыкчылыктуу газдар: гелий, аргон же алардын аралашмасы. Гелий жогорку жылуулук өткөрүмдүүлүккө ээ. Бул ширетүүчү чөйрөнүн жагымдуу температуралык көрсөткүчтөрүн аныктайт, бул калың дубалдуу структуралык элементтерди ыңгайлуу туташтырууга мүмкүндүк берет. Коргоочу газдардын аралашмасын колдонуу газды толугураак кетирүүгө өбөлгө түзөт. Бул учурда ширетүүдө тешикчелердин пайда болуу ыктымалдыгы бир топ азаят.

Учак колдонмолору

Авиация алюминий эритмелери алгач авиациялык жабдууларды куруу үчүн атайын түзүлгөн. Алардан учактын кузову, кыймылдаткыч тетиктери, шасси, күйүүчү май бактары, бекиткичтер ж.

2xxx сериясындагы алюминий эритмелери жогорку температурага дуушар болгон тетиктерди өндүрүү үчүн колдонулат. Жеңил жүктөлгөн агрегаттардын бөлүктөрү, күйүүчү май, гидравликалык жана май системалары 3xxx, 5xxx жана 6xxx эритмелеринен жасалган. 7075 эритмеси учак өнөр жайында кеңири колдонууга ээ болгон, андан элементтер олуттуу жүктөмдө, коррозияга жогорку туруктуулук менен төмөн температурада иштөө үчүн жасалган. Эритменин негизин алюминий түзөт, ал эми негизги легирленген элементтер магний, цинк жана жез болуп саналат. Андан учак конструкцияларынын кубаттуулук профилдери, тери элементтери жасалган.