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铝

航空用铝合金

冶金学在航空发展中起着关键作用。随着新材料的发现,新的应用也被发现可以应用这些材料或极大地改进现有的设计。

铝似乎是飞机制造的王者,尽管近年来已经应用了一些新的合金。这些超级合金对于飞机建筑商来说仍然相当昂贵。由于其良好的强度重量和成本比,铝仍然在工业中使用非常广泛。

目前的发展表明,越来越多的制造商(波音、空客)在飞机制造中使用碳纤维和其他非金属材料。随着时间的推移,这些材料将不得不证明自己像铝一样可靠。

在本部分中,我们将讨论铝合金用于飞机结构,如机翼,机身和发动机挡板。给出了它们的属性和特征列表。



一般的定义

在我们开始之前,我们需要一些背景知识。铝是地壳中仅次于氧和硅的第三丰富的元素。它是一种银白色的金属,具有很强的抗腐蚀能力,像黄金一样,也具有相当的延展性。这非常适合我们在航空领域的应用。

为了理解金属,特别是铝的特性,我们将在这里讨论并解释用来描述它们的术语:

铝的性质

强度

金属承受结构应力而不失效的能力。对于大多数金属来说,强度是用抗拉强度来表示的,用每平方英寸数千磅或KPSI来表示。

Ductilibility

与可塑性非常相似,除了它主要指的是金属永久变形的能力或通过拉或拉它。

硬度

金属抵抗切削、穿透或磨损的能力。金属可以通过退火软化,通过淬火热处理或加工(通过冲击或弯曲成形)使其变硬。

脆性

这是延展性和延展性的对立面。当金属弯曲或变形时,这种特性会导致金属破碎。

可锻性

金属弯曲、成形或锤击而不破裂或折断的能力。通常,金属越硬,其延展性就越差。

热膨胀

体积随温度的变化而变化。金属通常在温度上升时膨胀,对于某些应用来说,这是至关重要的。想想活塞直径之类的东西。

轻金属一种相对于钢、镍、黄铜和铜较轻的金属,比重为2.7铝易于加工,可以有多种表面处理。

特征

在高温下(200-250°C)铝合金往往会失去一些强度。然而,在零下温度下,它的强度会增加,同时保持其延展性,使铝成为一种非常有用的低温合金。高空飞行的商用飞机通常在-50℃飞行,因此他们受益于这一特性。

它还具有良好的电气性能(作为飞机天线的地面)和导热性,并且对热和光具有高度反射性。铜是使用更广泛的导体(包括铜母线和导线),其导电性约为铝的160%。

铝连接器在反复使用后有松动的趋势,这可能导致电弧和火灾,这需要额外的预防和特殊的设计在飞机上使用铝布线。

耐蚀性

铝合金还具有良好的抗腐蚀性,这是由于与大气反应形成氧化皮的结果。这些反应发生得非常快,通常在几分钟内。这种腐蚀性的表皮保护铝不受大多数化学物质、风化条件甚至许多酸的影响,然而已知碱性物质会穿透保护表皮并腐蚀金属。

结论

铝是一种用途广泛的金属,可以铸成任何形式。它可以轧制,冲压,拉伸,纺丝,滚压成型,锤打和锻造。金属可以挤压成各种形状,在加工过程中可以进行车削、铣削和镗孔加工。

铝罐采用铆接、焊接、钎焊或树脂粘结(铝/复合材料飞机就是一个很好的例子)。对于大多数应用,铝不需要保护涂层,因为它可以完成看起来很好,但它经常被阳极化以提高颜色和强度。

EAI写的。




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