Liga de alumínio para aviação: Novos materiais, novos equipamentos

Alumínio, magnésio, titânio e outros metais com densidades pequenas são geralmente chamados de metais leves, e as ligas de alumínio, magnésio e titânio correspondentes são chamadas de ligas leves. As excelentes propriedades especiais e o potencial de desenvolvimento da liga leve fazem com que o mundo preste cada vez mais atenção em sua pesquisa, desenvolvimento e aplicação.

O que é liga de alumínio para aviação?

O alumínio aeroespacial é uma liga de alumínio de deformação de altíssima resistência, amplamente utilizada no setor de aviação. Em comparação com as ligas de alumínio comuns, as ligas de alumínio usadas em aeronaves têm requisitos mais elevados de resistência, dureza, tenacidade, resistência à fadiga e plasticidade. A liga de alumínio para aviação tem boas propriedades mecânicas e de processamento, além de alta resistência e boa tenacidade a 150 ℃ (ou mais), o que é ideal para materiais de estrutura aeronáutica.

A característica mais notável da liga de alumínio para aviação é que sua resistência pode ser melhorada pelo tratamento térmico de deformação. O tratamento térmico de deformação é um processo abrangente que combina o fortalecimento da deformação plástica com o fortalecimento da mudança de fase durante o tratamento térmico para unificar o processo de formação e as propriedades de formação.

Durante a deformação plástica da liga aeronáutica, a densidade de defeitos no cristal aumenta, e esses defeitos levarão à mudança da microestrutura do material. No processo de deformação plástica da liga de aeroalumínio, ocorrerão mudanças na estrutura do cristal, como recuperação dinâmica, recristalização dinâmica, recristalização subdinâmica, recristalização estática e recuperação estática. Se essas alterações na estrutura cristalina forem controladas adequadamente, as propriedades mecânicas do material serão significativamente melhoradas e a vida útil do material será aprimorada.

Classificação das ligas de alumínio para aviação

Há muitos tipos de métodos de classificação de liga de alumínio, que podem ser divididos em liga de alumínio de deformação e liga de alumínio fundido. A liga de alumínio de deformação pode suportar o processamento de pressão e pode ser processada em uma variedade de formas, especificações de liga de alumínio, que é usada principalmente para a fabricação de equipamentos de aviação.

A liga de alumínio de deformação pode ser dividida em liga de alumínio reforçada sem tratamento térmico e liga de alumínio reforçada com tratamento térmico. As propriedades mecânicas da liga de alumínio reforçada sem tratamento térmico não podem ser melhoradas pelo tratamento térmico, mas só podem ser reforçadas pela deformação por usinagem a frio. Inclui principalmente alumínio de alta pureza, alumínio industrial de alta pureza, alumínio industrial puro e alumínio antitruste, etc. A liga de alumínio reforçada por tratamento térmico pode melhorar suas propriedades mecânicas por meio de têmpera e envelhecimento. Ela pode ser dividida em alumínio duro, alumínio forjado, alumínio superduro e liga de alumínio especial.

Aplicação da liga de alumínio para aviação

De acordo com os dados experimentais, o custo de lançamento será economizado em cerca de US$ 20.000 para cada 1 kg de perda de peso do veículo espacial que entra no ar. Se o peso do caça for reduzido em 15%, o alcance do voo poderá ser reduzido em 15%, o alcance aumentado em 20% e a carga útil aumentada em 30%. Portanto, o mundo atribui grande importância à pesquisa e ao desenvolvimento de materiais estruturais leves para o setor aeroespacial.

A liga de alumínio para aviação é amplamente usada no campo da aviação e aeroespacial por suas vantagens exclusivas, como pequena densidade, resistência moderada, fácil processamento e conformação, forte resistência à corrosão, recursos abundantes e forte capacidade de reciclagem.

O revestimento, as vigas, as nervuras, as vigas, os espaçadores e o trem de pouso das aeronaves podem ser feitos de alumínio, e a quantidade de alumínio usada varia de acordo com a aeronave. Devido ao seu baixo preço, a liga de alumínio é amplamente utilizada em aeronaves civis com foco em benefícios econômicos. Por exemplo, a liga de alumínio usada na aeronave Boeing 767 é responsável por cerca de 81% do peso da carroceria. Algumas ligas de alumínio para aviação têm boas propriedades criogênicas e podem funcionar em ambientes de hidrogênio e oxigênio líquidos, portanto, são materiais ideais para a fabricação de foguetes líquidos. Por exemplo, os tanques de combustível, os tanques de oxidante, as seções entre tanques, as seções entre estágios, as seções da cauda e as cápsulas de instrumentos do foguete transportador Saturn 5 que lançou a espaçonave Apollo são todos feitos de ligas de alumínio de aviação.

Atualmente, os principais materiais de liga de alumínio usados em aeronaves civis são peças fundidas de liga de alumínio, peças forjadas de liga de alumínio, perfis de extrusão de liga de alumínio de seção grande, chapas grossas de liga de alumínio e ligas de alumínio-lítio. As principais aplicações de alguns dos principais tipos de ligas de alumínio são as seguintes.

Conclusão

O alumínio de aviação 2024 é usado em peças estruturais de aeronaves; a liga de alumínio de aviação 2048 é usada principalmente para a fabricação de peças estruturais aeroespaciais e peças estruturais de armas; o 2218 é usado principalmente em motores de aeronaves e pistão de motor a diesel, cabeçote de cilindro de motor de aeronave, impulsor de motor a jato e anel de compressor; o 2219 é usado para tanque de oxidante de soldagem de foguete aeroespacial, revestimento de aeronave supersônica e peças estruturais.

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