საავიაციო ალუმინი: მახასიათებლები

2024 ავტორი: Howard Calhoun | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2023-12-17 10:32

სიმსუბუქის, ელასტიურობის და კოროზიისადმი გამძლეობის გამო, ალუმინი გახდა შეუცვლელი მასალა მრავალ ინდუსტრიაში. საავიაციო ალუმინი არის შენადნობების ჯგუფი, რომელსაც ახასიათებს გაზრდილი სიმტკიცე მაგნიუმის, სილიციუმის, სპილენძის და მანგანუმის ჩართვით. შენადნობის დამატებით სიმტკიცეს ენიჭება ე.წ. "დაბერების ეფექტი" - აგრესიული ატმოსფერული გარემოს გავლენის ქვეშ დიდი ხნის განმავლობაში გამკვრივების სპეციალური მეთოდი. შენადნობი გამოიგონეს მე-20 საუკუნის დასაწყისში, სახელად დურალუმინი, რომელიც ახლა ასევე ცნობილია როგორც "ავიალი"..

განმარტება. ისტორიული ექსკურსია

საავიაციო ალუმინის შენადნობების ისტორიის დასაწყისად ითვლება 1909 წ. გერმანელმა მეტალურგიელმა ინჟინერმა ალფრედ ვილმმა ექსპერიმენტულად დაადგინა, რომ თუ ალუმინის შენადნობი სპილენძის, მანგანუმის და მაგნიუმის მცირე დამატებით დამატებით 500 ° C ტემპერატურაზე და სწრაფი გაგრილების შემდეგ შენარჩუნებულია 20-25 გრადუს ტემპერატურაზე 4-5 დღის განმავლობაში., ის თანდათან ძლიერდება და ძლიერდება ელასტიურობის დაკარგვის გარეშე. პროცედურას ეწოდა "დაბერება" ან "მომწიფება". ასეთი გამკვრივების პროცესში სპილენძის ატომები ივსებაბევრი პაწაწინა ზონა მარცვლეულის საზღვრებთან. სპილენძის ატომის დიამეტრი უფრო მცირეა ვიდრე ალუმინის, შესაბამისად ჩნდება კომპრესიული ძაბვა, რის შედეგადაც მატულობს მასალის სიმტკიცე..

პირველად, შენადნობი დაეუფლა გერმანულ ქარხნებში Dürener Metallwerken და მიიღო სავაჭრო ნიშანი Dural, აქედან მომდინარეობს სახელწოდება "duralumin". შემდგომში ამერიკელმა მეტალურგებმა რ. არჩერმა და ვ. ჯაფრისმა გააუმჯობესეს შემადგენლობა, ძირითადად მაგნიუმის პროცენტის შეცვლით. ახალ შენადნობას 2024 დაარქვეს, რომელიც ახლაც ფართოდ გამოიყენება სხვადასხვა მოდიფიკაციაში და შენადნობების მთელ ოჯახს ჰქვია Avial. ამ შენადნობმა მიიღო სახელი "საავიაციო ალუმინი" აღმოჩენისთანავე, რადგან მან მთლიანად შეცვალა ხე და ლითონი თვითმფრინავების კონსტრუქციებში.

მთავარი ტიპები და მახასიათებლები

არსებობს სამი ძირითადი ჯგუფი:

• ალუმინ-მანგანუმის (Al-Mn) და ალუმინის-მაგნიუმის (Al-Mg) ოჯახები. მთავარი მახასიათებელია მაღალი კოროზიის წინააღმდეგობა, რომელიც ძლივს ჩამოუვარდება სუფთა ალუმინს. ასეთი შენადნობები კარგად ერგება შედუღებას და შედუღებას, მაგრამ ცუდად იჭრება. არ გამაგრდება თერმული დამუშავებით.
• ალუმინ-მაგნიუმ-სილიციუმის (Al-Mg-Si) სისტემის კოროზიის მდგრადი შენადნობები. მათი გამკვრივება ხდება თერმული დამუშავებით, კერძოდ, გამკვრივება 520 ° C ტემპერატურაზე, რასაც მოჰყვება სწრაფი გაციება წყლით და ბუნებრივი დაძველებით დაახლოებით 10 დღის განმავლობაში. ამ ჯგუფის მასალების გამორჩეული მახასიათებელია მათი მაღალი კოროზიის წინააღმდეგობა ნორმალურ პირობებში მუშაობისას და სტრესის პირობებში.
• სტრუქტურული ალუმინის-სპილენძის-მაგნიუმის შენადნობები (Al-Cu-Mg). მათი საფუძველია სპილენძის, მანგანუმის და მაგნიუმის შენადნობი ალუმინი. შენადნობი ელემენტების პროპორციების შეცვლით მიიღება თვითმფრინავის კლასის ალუმინი, რომლის მახასიათებლები შეიძლება განსხვავდებოდეს.

ბოლო ჯგუფის მასალებს აქვთ კარგი მექანიკური თვისებები, მაგრამ ძალიან მგრძნობიარეა კოროზიის მიმართ, ვიდრე შენადნობების პირველი და მეორე ოჯახი. კოროზიისადმი მიდრეკილების ხარისხი დამოკიდებულია ზედაპირის დამუშავების ტიპზე, რომელიც ჯერ კიდევ უნდა იყოს დაცული საღებავით ან ანოდირებით. კოროზიის წინააღმდეგობა ნაწილობრივ იზრდება მანგანუმის შეყვანით შენადნობის შემადგენლობაში.

გარდა სამი ძირითადი ტიპის შენადნობებისა, ასევე არსებობს ჭედური შენადნობები, სითბოს მდგრადი, მაღალი სიმტკიცის სტრუქტურული და სხვა შენადნობები, რომლებსაც აქვთ კონკრეტული გამოყენებისთვის აუცილებელი თვისებები.

საავიაციო შენადნობების მარკირება

საერთაშორისო სტანდარტებში, საავიაციო ალუმინის მარკირების პირველი ციფრი მიუთითებს შენადნობის ძირითად შენადნობ ელემენტებზე:

• 1000 - სუფთა ალუმინი.
• 2000 - დურალუმინები, შენადნობები სპილენძით. გარკვეულ პერიოდში - ყველაზე გავრცელებული საჰაერო კოსმოსური შენადნობი. სულ უფრო და უფრო იცვლება 7000 სერიის შენადნობები სტრესული კოროზიის გატეხვისადმი მაღალი მგრძნობელობის გამო.
• 3000 - შენადნობი ელემენტი - მანგანუმი.
• 4000 - შენადნობი ელემენტი - სილიციუმი. შენადნობები ასევე ცნობილია როგორც სილუმინები.
• 5000 - შენადნობი ელემენტი - მაგნიუმი.
• 6000 ყველაზე დრეკადი შენადნობებია. შენადნობი ელემენტებია მაგნიუმი და სილიციუმი. სიძლიერის გასაზრდელად შეიძლება სითბოს გამაგრება, მაგრამ ესპარამეტრი ჩამორჩება 2000 და 7000 სერიებს.
• 7000 - თერმულად გამაგრებული შენადნობები, ყველაზე გამძლე საავიაციო ალუმინი. ძირითადი შენადნობის ელემენტებია თუთია და მაგნიუმი.

მარკირების მეორე ციფრი არის ალუმინის შენადნობის მოდიფიკაციის სერიული ნომერი ორიგინალის შემდეგ - ნომერი "0". ბოლო ორი ციფრი არის თავად შენადნობის ნომერი, ინფორმაცია მისი სისუფთავის შესახებ მინარევებისაგან. თუ შენადნობა გამოცდილია, მეხუთე "X" ემატება მარკირებას.

დღეს, საავიაციო ალუმინის ყველაზე გავრცელებული კლასები: 1100, 2014, 2017, 3003, 2024, 2219, 2025, 5052, 5056. ამ შენადნობების გამორჩეული თვისებებია: სიმსუბუქე, დრეკადობა., კოროზია და მაღალი დატვირთვები. თვითმფრინავების ინდუსტრიაში ყველაზე ფართოდ გამოყენებული შენადნობებია 6061 და 7075 თვითმფრინავების ალუმინი.

კომპოზიცია

საავიაციო ალუმინის ძირითადი შენადნობი ელემენტებია: სპილენძი, მაგნიუმი, სილიციუმი, მანგანუმი, თუთია. ამ ელემენტების პროცენტული წონა შენადნობაში განისაზღვრება ისეთი მახასიათებლებით, როგორიცაა სიმტკიცე, მოქნილობა, მექანიკური სტრესისადმი გამძლეობა და ა.შ. მაგნიუმი (0.2-2.7%) და მანგანუმი (0.2-1%).

ალუმინის საავიაციო შენადნობების ოჯახი სილიციუმით (4-13% წონით) სხვა შენადნობი ელემენტების მცირე შემცველობით - სპილენძი, მანგანუმი, მაგნიუმი, თუთია, ტიტანი, ბერილიუმი. გამოიყენება რთული ნაწილების დასამზადებლად, ასევე ცნობილი როგორც სილუმინი ან თუჯის ალუმინის შენადნობი. ალუმინის-მაგნიუმის შენადნობის ოჯახი(1-13% მასა) სხვა ელემენტებთან ერთად აქვს მაღალი გამტარიანობა და კოროზიის წინააღმდეგობა.

სპილენძის როლი თვითმფრინავის ალუმინში

სპილენძის არსებობა საავიაციო შენადნობის შემადგენლობაში ხელს უწყობს მის გამკვრივებას, მაგრამ ამავდროულად ცუდად მოქმედებს მის კოროზიის წინააღმდეგობაზე. ჩაქრობის პროცესის დროს მარცვლის საზღვრებში ჩავარდნა, სპილენძი ხდის შენადნობს მგრძნობიარეს ორმოების, სტრესული კოროზიის და მარცვლოვანი კოროზიის მიმართ. სპილენძით მდიდარი ადგილები უფრო გალვანურად კათოდურია, ვიდრე მიმდებარე ალუმინის მატრიცა და, შესაბამისად, უფრო დაუცველია გალვანური კოროზიის მიმართ. შენადნობის მასაში სპილენძის შემცველობის 12%-მდე ზრდა ზრდის სიძლიერის თვისებებს დაბერების დროს დისპერსიის გაძლიერების გამო. 12%-ზე მეტი სპილენძის შემცველობით შენადნობი ხდება მყიფე.

აპლიკაციის სფერო

ალუმინის შენადნობები ყველაზე მოთხოვნადი ლითონია გასაყიდად. თვითმფრინავის კლასის ალუმინის მსუბუქი წონა და მისი სიძლიერე ამ შენადნობას კარგ არჩევანს ხდის მრავალი ინდუსტრიისთვის, თვითმფრინავებიდან საყოფაცხოვრებო ნივთებამდე (მობილური ტელეფონები, ყურსასმენები, ფანრები). ალუმინის შენადნობები გამოიყენება გემთმშენებლობაში, ავტომობილებში, მშენებლობაში, სარკინიგზო ტრანსპორტში და ბირთვულ ინდუსტრიაში.

შენადნობები ზომიერი სპილენძის შემცველობით ფართო მოთხოვნაა (2014, 2024 და ა.შ.). ამ შენადნობებისგან დამზადებულ პროფილებს აქვთ მაღალი კოროზიის წინააღმდეგობა, კარგი დამუშავების უნარი და ადგილზე შედუღება. ისინი გამოიყენება თვითმფრინავების, მძიმე მანქანების, სამხედრო აღჭურვილობის კრიტიკული კონსტრუქციების დასამზადებლად.

საჰაერო კლასის ალუმინის კავშირის მახასიათებლები

საავიაციო შენადნობების შედუღება ხორციელდება ექსკლუზიურად ინერტული აირების დამცავ გარემოში. სასურველი აირებია: ჰელიუმი, არგონი ან მათი ნარევი. ჰელიუმს აქვს უფრო მაღალი თბოგამტარობა. ეს განსაზღვრავს შედუღების გარემოს უფრო ხელსაყრელ ტემპერატურულ მაჩვენებლებს, რაც შესაძლებელს ხდის საკმაოდ კომფორტულად დააკავშიროთ სქელკედლიანი სტრუქტურული ელემენტები. დამცავი აირების ნარევის გამოყენება ხელს უწყობს გაზის უფრო სრულ მოცილებას. ამ შემთხვევაში შედუღებაში ფორების წარმოქმნის ალბათობა საგრძნობლად მცირდება.

საჰაერო აპლიკაციები

საავიაციო ალუმინის შენადნობები თავდაპირველად სპეციალურად შეიქმნა საავიაციო აღჭურვილობის შესაქმნელად. მათგან მზადდება თვითმფრინავის ძარა, ძრავის ნაწილები, შასი, საწვავის ავზები, შესაკრავები და ა.შ.სალონის ინტერიერში გამოყენებულია საავიაციო ალუმინის ნაწილები.

2xxx სერიის ალუმინის შენადნობები გამოიყენება მაღალი ტემპერატურის ზემოქმედების ქვეშ მყოფი ნაწილების წარმოებისთვის. მსუბუქად დატვირთული ბლოკების ნაწილები, საწვავი, ჰიდრავლიკური და ზეთის სისტემები დამზადებულია 3xxx, 5xxx და 6xxx შენადნობებისგან. დისკები 7075 მიიღო ყველაზე ფართო გამოყენება თვითმფრინავების ინდუსტრიაში.მისგან მზადდება ელემენტები მნიშვნელოვანი დატვირთვის, დაბალი ტემპერატურის პირობებში, კოროზიისადმი მაღალი გამძლეობით მუშაობისთვის. შენადნობის საფუძველია ალუმინი, ხოლო ძირითადი შენადნობის ელემენტებია მაგნიუმი, თუთია და სპილენძი. მისგან მზადდება თვითმფრინავის კონსტრუქციების ენერგეტიკული პროფილები, კანის ელემენტები.