
Hợp kim nhôm Hàng không chết các bộ phận
Các bộ phận không gian vũ trụ hợp kim nhôm đề cập đến các rèn được sản xuất thông qua các quá trình rèn chết bằng vật liệu hợp kim nhôm, được thiết kế đặc biệt cho các ứng dụng trong ngành hàng không vũ trụ . Các rèn này được đặc trưng bởi các kích thước chính xác của chúng, tính chất cơ học cao và kháng ăn mòn tuyệt vời
1. Tổng quan về vật liệu & quy trình sản xuất
Các bộ phận rèn của Aluminium Alloy Hàng không là các thành phần cấu trúc quan trọng trong ngành hàng không vũ trụ, nổi tiếng với tỷ lệ sức mạnh trên trọng lượng đặc biệt của chúng, độ tin cậy cao, hiệu suất mỏi tuyệt vời và khả năng chống va chạm . Sê-ri) . Quá trình rèn tinh chế các hạt bên trong của vật liệu, mô tả cấu trúc của nó và tạo ra các dòng dòng hạt liên tục phù hợp với hình học của bộ phận, do đó tăng cường đáng kể khả năng chịu tải và an toàn của các bộ phận trong tải trọng phức tạp.
Các loại hợp kim nhôm hàng không vũ trụ thông thường và đặc điểm của chúng:Sê-ri 2xxx (hệ thống Al-Cu-MG):
Lớp tiêu biểu: 2014, 2024, 2618.
Đặc trưng: Sức mạnh cao, Hiệu suất mệt mỏi tuyệt vời, độ bền gãy tốt . 2024 là một trong những lớp được sử dụng rộng rãi nhất . 2618 Hợp kim duy trì sức mạnh tốt ở nhiệt độ cao .}
Các yếu tố hợp kim chính: Đồng (Cu), Magiê (MG), Mangan (Mn) .
Sê-ri 7xxx (Hệ thống Al-Zn-Mg-Cu):
Lớp tiêu biểu: 7050, 7075, 7475.
Đặc trưng: Sức mạnh cực cao, cường độ năng suất rất cao, hợp kim nhôm mạnh nhất trong các ứng dụng hàng không vũ trụ . 7050 và 7475 cung cấp độ bền gãy tốt hơn và khả năng chống lại vết nứt ăn mòn căng thẳng (SCC) so với 7075 trong khi duy trì cường độ cao .}}}}
Các yếu tố hợp kim chính: Kẽm (zn), magiê (mg), đồng (Cu), crom (cr) hoặc zirconium (zr) .
Sê-ri 8xxx (Hệ thống Al-LI):
Lớp tiêu biểu: 2099, 2195, 2050.
Đặc trưng: Hợp kim hàng không vũ trụ thế hệ tiếp theo với mật độ thấp hơn và mô đun cao hơn, cải thiện đáng kể tỷ lệ sức mạnh trên trọng lượng và độ cứng trên trọng lượng, trong khi duy trì hiệu suất mệt mỏi tuyệt vời và khả năng chịu thiệt hại .}}}}}}}}}}}}
Các yếu tố hợp kim chính: Lithium (li), đồng (Cu), magiê (mg), kẽm (zn) .
Vật liệu cơ bản:
Nhôm (AL): Cân bằng
Vụ tạp được kiểm soát:
Kiểm soát chặt chẽ các yếu tố tạp chất như sắt (FE) và silicon (SI) được duy trì để đảm bảo độ sạch luyện kim cao, ngăn chặn sự hình thành các hợp chất intermetallic thô có hại, do đó tối ưu hóa các tính chất cơ học và dung sai thiệt hại .}
Quy trình sản xuất (cho các cuộc tấn công không gian vũ trụ): Quy trình sản xuất cho việc rèn hàng không vũ trụ là vô cùng nghiêm ngặt và phức tạp, đòi hỏi phải kiểm soát chính xác ở mọi giai đoạn để đảm bảo chất lượng cao nhất và độ tin cậy của các sản phẩm, đáp ứng các tiêu chuẩn nghiêm ngặt của ngành hàng không .
Lựa chọn và chứng nhận nguyên liệu thô:
Các phôi rèn cấp không vũ trụ được chọn . Tất cả các nguyên liệu thô phải được cung cấp tài liệu truy xuất nguồn gốc hoàn chỉnh, bao gồm số lượng nhiệt, thành phần hóa học, kích thước hạt bên trong, báo cáo kiểm tra siêu âm, v.v.
Phân tích thành phần hóa học nghiêm ngặt đảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn hàng không vũ trụ như AMS, MIL, BAC, ASTM .
Cắt và điều trị trước:
Các phôi được tính toán chính xác và cắt theo hình dạng hình học phức tạp và các yêu cầu thứ nguyên cuối cùng của phần . điều trị trước nhiệt có thể liên quan để tối ưu hóa độ dẻo của phôi .}}}}}}}}}}}}}}}}}
Sưởi ấm:
Các phôi được làm nóng chính xác trong các lò rèn nâng cao với độ đồng nhất của nhiệt độ cực cao . tính đồng nhất nhiệt độ lò phải tuân thủ các tiêu chuẩn AMS 2750E Class 1 hoặc 2 để ngăn chặn quá trình quá nhiệt hoặc quá trình bảo vệ quá trình.
Chết hình thành:
Rèn chết đa đường được thực hiện bằng cách sử dụng máy ép thủy lực lớn hoặc rèn búa . kỹ thuật mô phỏng CAE nâng cao (E . g ., biến dạng) Flow .
Trước khi rèn, rèn kết thúc và rèn chính xác: Thông thường liên quan đến các bước phức tạp của trước khi lắp (chuẩn bị một khoảng trống thô), hoàn thiện rèn (định hình tốt) và rèn chính xác (độ chính xác cao, định hình gần lưới) . Mỗi bước kiểm soát nghiêm ngặt lượng biến dạng, tốc độ biến dạng và nhiệt độ để tối ưu hóa cấu trúc bên trong
Cắt tỉa và đấm:
Sau khi rèn, đèn flash dư xung quanh ngoại vi của rèn được loại bỏ . Đối với các bộ phận có khoang hoặc lỗ bên trong, có thể cần các hoạt động đấm .}}}}}}}}}}}}}
Xử lý nhiệt:
Giải pháp xử lý nhiệt: Được thực hiện ở nhiệt độ và thời gian được kiểm soát chính xác để đảm bảo hòa tan hoàn toàn các yếu tố hợp kim . tính đồng nhất nhiệt độ (± 3 độ) và thời gian truyền chất làm nguội (thường dưới 15 giây) là rất quan trọng.}
Làm dịu đi: Làm mát nhanh từ nhiệt độ giải pháp, thường bằng cách dập tắt nước hoặc dập tắt polymer . đối với các bộ phận có kích thước lớn hoặc hình dạng phức tạp, việc dập tắt hoặc làm giảm độ trễ có thể được sử dụng để giảm căng thẳng dư hoặc biến dạng .}
Điều trị lão hóa: Lão hóa nhân tạo một giai đoạn hoặc nhiều giai đoạn được thực hiện theo cấp độ hợp kim và các yêu cầu hiệu suất cuối cùng .
T6 Temper: Cung cấp cường độ tối đa .
T73/T7351/T7451/T7651 Tempers: Đối với chuỗi 7xxx, quá mức được sử dụng để cải thiện khả năng chống lại vết nứt ăn mòn căng thẳng (SCC) và ăn mòn da da, đây là một yêu cầu bắt buộc đối với các ứng dụng hàng không vũ trụ .}
Cứu trợ căng thẳng:
Sau khi xử lý nhiệt, việc rèn thường bị giảm căng thẳng hoặc nén ứng suất (e . g ., sê -ri TXX51) để giảm đáng kể việc dập tắt ứng suất dư, giảm thiểu biến dạng gia công tiếp theo và cải thiện độ ổn định kích thước {{3}
Hoàn thiện & kiểm tra:
Deburring, bắn peening (cải thiện hiệu suất mệt mỏi bề mặt), kiểm tra chất lượng bề mặt, kiểm tra kích thước .
Kiểm tra không phá hủy toàn diện và kiểm tra tài sản cơ học được thực hiện để đảm bảo sản phẩm tuân thủ các tiêu chuẩn hàng không vũ trụ .
{{0 đưa
Các tính chất cơ học của các bộ phận rèn Hàng không Hợp kim nhôm là chìa khóa để sử dụng rộng rãi của chúng trong ngành hàng không vũ trụ . Các tính chất này có các giá trị được chỉ định nghiêm ngặt trong chiều dọc (l)
|
Loại tài sản |
2024- T351 Giá trị điển hình |
7050- T7451 Giá trị điển hình |
7075- T7351 Giá trị điển hình |
2050- T851 Giá trị điển hình |
Hướng kiểm tra |
Tiêu chuẩn |
|
Độ bền kéo cuối cùng (UTS) |
440-480 mpa |
500-540 mpa |
480-520 mpa |
550-590 mpa |
L/lt/st |
ASTM B557 |
|
Sức mạnh năng suất (0,2% YS) |
300-330 mpa |
450-490 mpa |
410-450 mpa |
510-550 mpa |
L/lt/st |
ASTM B557 |
|
Độ giãn dài (2 inch) |
10-18% |
8-14% |
10-15% |
8-12% |
L/lt/st |
ASTM B557 |
|
Độ cứng của Brinell |
120-135 HB |
145-160 HB |
135-150 HB |
165-180 HB |
N/A |
ASTM E10 |
|
Sức mạnh mệt mỏi (10⁷ chu kỳ) |
140-160 mpa |
150-180 mpa |
140-170 mpa |
170-200 mpa |
N/A |
ASTM E466 |
|
Khả năng gãy xương k1c |
30-40 mpa√m |
35-45 mpa√m |
28-35 mpa√m |
30-40 mpa√m |
N/A |
ASTM E399 |
|
Sức mạnh cắt |
270-300 mpa |
300-330 mpa |
280-310 mpa |
320-350 mpa |
N/A |
ASTM B769 |
|
Mô đun của Young |
73.1 GPA |
71 GPA |
71 GPA |
74,5 GPA |
N/A |
ASTM E111 |
Tính đồng nhất về tài sản và dị hướng:
Nâng cấp không gian vũ trụ có các yêu cầu nghiêm ngặt đối với tính đồng nhất của tài sản và bất đẳng hướng . thông qua các quy trình rèn nâng cao và thiết kế khuôn, dòng hạt có thể được kiểm soát chính xác để đạt được các đặc tính tối ưu trong các hướng tải quan trọng .}
Các tiêu chuẩn hàng không vũ trụ thường đặt các giá trị được đảm bảo tối thiểu rõ ràng cho các thuộc tính cơ học theo hướng L, LT và ST, đảm bảo rằng bộ phận có đủ sức mạnh và độ bền trong tất cả các hướng .}
3. Các đặc tính cấu trúc vi cấu trúc
Cấu trúc vi mô của việc rèn chết hàng không vũ trụ hợp kim nhôm là sự đảm bảo cơ bản cho sức mạnh cao, độ bền, hiệu suất mệt mỏi và dung sai thiệt hại .}
Các tính năng vi cấu trúc chính:
Cấu trúc hạt tinh tế, đồng nhất và dày đặc:
Quá trình rèn hoàn toàn phá vỡ các hạt thô, hình thành các hạt tinh thể được kết tinh lại tốt, đồng nhất và dày đặc, và loại bỏ các khiếm khuyết đúc như độ xốp và co ngót . Kích thước hạt trung bình thường được kiểm soát nghiêm ngặt trong một phạm vi cụ thể để tối ưu hóa các tính chất cơ học tổng thể {{2
Các phân tán được hình thành bởi các yếu tố hợp kim như CR, Mn và Zr (ở một số loại) có hiệu quả pin hạt, ức chế sự phát triển hạt quá mức và kết tinh lại .}
Dòng hạt liên tục phù hợp với hình dạng một phần:
Đây là lợi thế cốt lõi của việc rèn hàng không vũ trụ . Khi các dòng kim loại chảy trong khoang chết, các hạt của nó được kéo dài và hình thành các dòng dòng sợi liên tục phù hợp với các cấu trúc bên ngoài và bên trong phức tạp của bộ phận .}}}}}
Sự liên kết dòng hạt này với hướng ứng suất chính của bộ phận trong điều kiện hoạt động thực tế chuyển tải hiệu quả, cải thiện đáng kể hiệu suất mệt mỏi của bộ phận, độ bền tác động, độ bền gãy và chống ăn mòn căng thẳng ở các khu vực quan trọng (e {{0} g .}
Kiểm soát chính xác các giai đoạn tăng cường (kết tủa):
Sau khi xử lý nhiệt dung dịch và lão hóa nhiều giai đoạn, tăng cường các giai đoạn (e . g ., al₂cumg, mgzn₂) kết tủa đồng đều trong ma trận nhôm với kích thước tối ưu, hình thái học và phân phối .
Đối với chuỗi 7xxx, các phương pháp điều trị lão hóa (E .} g ., T73, T74, T76) nhằm mục đích cải thiện hiệu quả vết nứt ăn mòn căng thẳng Sức mạnh .
Độ sạch luyện kim cao:
Kiểm soát chặt chẽ các yếu tố tạp chất như sắt (Fe) và silicon (SI) tránh sự hình thành của các hợp chất intermetallic thô, giòn, do đó đảm bảo độ dẻo dai của vật liệu, tuổi thọ mỏi và khả năng chịu thiệt hại {{0}
4. Thông số kỹ thuật và dung sai thứ nguyên
Nhôm hợp kim Aerospace Sắp rèn thường yêu cầu dung sai chiều cao và chiều cao nghiêm ngặt để giảm thiểu gia công tiếp theo, giảm chi phí và thời gian dẫn đầu .
|
Tham số |
Phạm vi kích thước điển hình |
Không gian vũ trụ tạo ra dung sai (e . g ., AMS 2770) |
Khả năng gia công chính xác |
Phương pháp kiểm tra |
|
Kích thước phong bì tối đa |
100 - 3000 mm |
± 0,5% hoặc ± 1,5 mm |
± 0.02 - ± 0,2 mm |
Cmm/quét laser |
|
Độ dày tường tối thiểu |
3 - 100 mm |
± 0,8 mm |
± 0.1 - ± 0,3 mm |
Máy đo Cmm/Độ dày |
|
Phạm vi trọng lượng |
0.1 - 500 kg |
±3% |
N/A |
Quy mô điện tử |
|
Độ nhám bề mặt (giả mạo) |
Ra 6.3 - 25 μm |
N/A |
Ra 0.8 - 6.3 μm |
Hồ sơ kế |
|
Độ phẳng |
N/A |
0,25 mm/100mm |
0,05 mm/100mm |
Máy đo độ phẳng/CMM |
|
Vuông góc |
N/A |
0,25 độ |
0,05 độ |
GAGLE GAUGE/CMM |
Khả năng tùy chỉnh:
Aerospace Die Forgings thường được tùy chỉnh cao, được thiết kế và sản xuất dựa trên các mô hình 3D (tệp CAD) và bản vẽ kỹ thuật chi tiết được cung cấp bởi các nhà sản xuất máy bay .
Các nhà sản xuất sở hữu khả năng đầy đủ từ thiết kế khuôn, rèn, xử lý nhiệt, giảm căng thẳng cho gia công chính xác cuối cùng và xử lý bề mặt .
5. Các tùy chọn điều trị nhiệt độ & nhiệt độ
Các tính chất của hợp kim nhôm hàng không vũ trụ hoàn toàn phụ thuộc vào xử lý nhiệt chính xác . Tiêu chuẩn hàng không vũ trụ có các quy định cực kỳ nghiêm ngặt đối với quá trình xử lý nhiệt .}}}}}}}}}}}}}}
|
Mã tính khí |
Mô tả quá trình |
Các ứng dụng điển hình |
Đặc điểm chính |
|
O |
Hoàn toàn ủ, làm mềm |
Trạng thái trung gian trước khi xử lý thêm |
Độ dẻo tối đa, dễ làm việc lạnh |
|
T3/T351 |
Dung dịch được xử lý nhiệt, lạnh làm việc, tuổi tự nhiên, căng thẳng kéo dài |
Sê -ri 2xxx, độ bền cao, dung sai thiệt hại cao |
Sức mạnh cao, độ bền tốt, giảm căng thẳng dư |
|
T4 |
Dung dịch được xử lý nhiệt, sau đó tuổi tự nhiên |
Các ứng dụng không yêu cầu sức mạnh tối đa, độ dẻo tốt |
Sức mạnh vừa phải, được sử dụng cho các bộ phận cần có khả năng định dạng cao |
|
T6/T651 |
Dung dịch được xử lý nhiệt, tuổi nhân tạo, căng thẳng kéo dài |
6xxx Series Cao cấp, cường độ cao 7xxx Sê -ri (nhưng SCC nhạy cảm) |
Độ bền cao, độ cứng cao, ứng suất dư thấp |
|
T73/T7351 |
Dung dịch được xử lý nhiệt, quá mức, căng thẳng kéo dài |
Sê -ri 7xxx, điện trở SCC cao, dung sai thiệt hại cao |
Cường độ cao, điện trở SCC tối ưu, ứng suất dư thấp |
|
T74/T7451 |
Dung dịch được xử lý nhiệt, quá mức, căng thẳng kéo dài |
Sê -ri 7xxx, điện trở SCC tốt hơn T6, thấp hơn T73, cường độ cao hơn T73 |
SCC tốt và khả năng chống tẩy da chết, sức mạnh cao |
|
T76/T7651 |
Dung dịch được xử lý nhiệt, quá mức, căng thẳng kéo dài |
Sê -ri 7xxx, khả năng chống tẩy da chết tốt hơn T73, điện trở SCC vừa phải |
Kháng tẩy da chết tốt, sức mạnh cao |
|
T8/T851 |
Dung dịch được xử lý nhiệt, làm việc lạnh, tuổi giả tạo, căng thẳng kéo dài |
Sê-ri 2xxx LI-hợp kim, cường độ và mô đun cao nhất |
Sức mạnh và độ cứng cuối cùng, ứng suất dư thấp |
Hướng dẫn lựa chọn tính khí:
Sê -ri 2xxx: Thường được chọn trong T351 (E . g ., 2024) hoặc T851 (e . g ., 2050, 2099) Tempers
Sê -ri 7xxx: Tùy thuộc vào các yêu cầu về vết nứt ăn mòn căng thẳng (SCC) và ăn mòn tẩy da chết, T7351, T7451 hoặc T7651 được chọn, hy sinh một số cường độ cao nhất để đảm bảo độ tin cậy dài hạn . 7075
6. Đặc điểm gia công & chế tạo
Hàng không vũ trụ Aluminum Alloy Die Furing thường đòi hỏi gia công chính xác rộng để đạt được hình học phức tạp và độ chính xác chiều cao của phần cuối cùng .
|
Hoạt động |
Vật liệu công cụ |
Các tham số được đề xuất |
Nhận xét |
|
Quay |
Carbide, công cụ PCD |
VC =200-800 m/min, f =0.1-1.0 mm/rev |
Tốc độ cao, thức ăn cao, làm mát rộng rãi, cạnh chống xây dựng |
|
Xay xát |
Carbide, công cụ PCD |
VC =300-1500 m/min, fz =0.08-0.5 mm |
Trục chính tốc độ cao, máy có độ cứng cao, chú ý đến sơ tán chip, gia công đa trục |
|
Khoan |
Carbide, HSS tráng |
VC =50-200 m/min, f =0.05-0.3 mm/rev |
Các cuộc tập trận chuyên dụng, khả năng chịu đựng nghiêm ngặt, khả năng chịu lỗ nghiêm ngặt |
|
Khai thác |
HSS-E-PM |
VC =10-30 m/phút |
Chất lỏng cắt chất lượng, ngăn chặn sự rách ren, độ chính xác cao cần thiết |
|
Hàn |
Hàn nhiệt hạch không được khuyến nghị |
Sê -ri 2xxx/7xxx có khả năng hàn nhiệt hạch kém, dễ bị nứt và mất sức mạnh |
Các bộ phận hàng không vũ trụ ưu tiên tham gia cơ học hoặc FSW; Hàn sửa chữa điều trị sau nhiệt là rất hiếm |
|
Xử lý bề mặt |
Anodizing, lớp phủ chuyển đổi, bắn pening |
Anodizing (Sulfuric/Chromic Acid), phù hợp để bảo vệ ăn mòn và bám dính lớp phủ |
SHOT PEENE cải thiện cuộc sống mệt mỏi, hệ thống lớp phủ đa dạng |
Hướng dẫn chế tạo:
Khả năng gia công: Aerospace Aluminum Alley Forloy thường có khả năng vận động tốt, nhưng các lớp cường độ cao (E . g ., 7xxx, sê-ri 8xxx) yêu cầu lực cắt cao hơn, yêu cầu máy công cụ có độ bền cao và công cụ cắt chuyên dụng {6}
Quản lý căng thẳng dưRèn, đặc biệt là sau khi dập tắt, có các ứng suất dư bên trong . Các bộ phận không gian hàng không thường sử dụng TXX51 (ứng suất kéo dài) Temper . trong quá trình gia công, các chiến lược như cắt giảm.
Khả năng hàn: Hàn phản ứng tổng hợp truyền thống hiếm khi được sử dụng cho các thành phần hợp kim nhôm chịu tải hàng không vũ trụ chính . chúng chủ yếu dựa vào sự tham gia cơ học (e . g . Ma sát xào hàn fsw) và hàn thường yêu cầu xử lý nhiệt cục bộ để khôi phục các thuộc tính .}
Kiểm soát chất lượng: Kiểm tra nghiêm ngặt trong quá trình và kiểm tra ngoại tuyến các kích thước, dung sai hình học, độ nhám bề mặt và khiếm khuyết trong quá trình gia công .
7. Hệ thống chống ăn mòn & bảo vệ
Khả năng chống ăn mòn của hợp kim nhôm hàng không vũ trụ là một trong những chỉ số hiệu suất quan trọng của chúng, đặc biệt là xem xét khả năng chống lại vết nứt ăn mòn căng thẳng (SCC) và ăn mòn tẩy da chết trong các môi trường khác nhau .}
|
Loại ăn mòn |
Sê -ri 2xxx (T351) |
7075 (T6) |
7075 (T7351) |
2050 (T851) |
Hệ thống bảo vệ |
|
Ăn mòn khí quyển |
Tốt |
Tốt |
Xuất sắc |
Tốt |
Anodizing, hoặc không cần bảo vệ đặc biệt |
|
Nước biển ăn mòn |
Vừa phải |
Vừa phải |
Tốt |
Vừa phải |
Lớp phủ anod hóa, hiệu suất cao, cách ly điện |
|
Cơn ăn mòn căng thẳng (SCC) |
Nhạy cảm vừa phải |
Rất nhạy cảm |
Độ nhạy rất thấp |
Độ nhạy rất thấp |
Chọn Tính khí T7351/T851, hoặc bảo vệ catốt |
|
Ăn mòn tẩy da chết |
Độ nhạy rất thấp |
Nhạy cảm vừa phải |
Độ nhạy rất thấp |
Độ nhạy rất thấp |
Chọn tính khí cụ thể, lớp phủ bề mặt |
|
Ăn mòn giữa các hạt |
Độ nhạy rất thấp |
Nhạy cảm vừa phải |
Độ nhạy rất thấp |
Độ nhạy rất thấp |
Kiểm soát xử lý nhiệt |
Chiến lược bảo vệ ăn mòn:
Lựa chọn hợp kim và tính khí: Trong không gian vũ trụ, đối với các hợp kim nhôm cường độ cao, các nhiệt độ quá mức (e . g ., t7351/t7451/t7651
Xử lý bề mặt:
Anod hóa: Phương pháp bảo vệ phổ biến và hiệu quả nhất, tạo thành màng oxit dày đặc trên bề mặt rèn, tăng cường ăn mòn và kháng mòn . axit chromic anod hóa (CAA) hoặc anod hóa axit sunfuric (SAA) thường được sử dụng, tiếp theo là niêm phong .}}
Lớp phủ chuyển đổi hóa học: Phục vụ như là sơn lót tốt cho sơn hoặc chất kết dính, cung cấp bảo vệ ăn mòn bổ sung .
Hệ thống lớp phủ hiệu suất cao: Epoxy, polyurethane hoặc các lớp phủ chống ăn mòn hiệu suất cao khác được áp dụng trong môi trường cụ thể hoặc khắc nghiệt .
Quản lý ăn mòn điện: Khi tiếp xúc với các kim loại không tương thích, các biện pháp phân lập nghiêm ngặt (e . g ., các miếng đệm không dẫn điện, lớp phủ cách điện, chất bịt kín) phải được thực hiện để ngăn chặn sự ăn mòn điện .}
8. Thuộc tính vật lý cho thiết kế kỹ thuật
Các tính chất vật lý của việc rèn chết không gian hợp kim nhôm là dữ liệu đầu vào quan trọng trong thiết kế máy bay, ảnh hưởng đến trọng lượng cấu trúc, hiệu suất và an toàn của máy bay .
|
Tài sản |
2024- giá trị T351 |
7050- giá trị T7451 |
7075- giá trị T7351 |
2050- giá trị T851 |
Thiết kế xem xét |
|
Tỉ trọng |
2,78 g/cm³ |
2,80 g/cm³ |
2,81 g/cm³ |
2,68 g/cm³ |
Thiết kế hạng nhẹ, Trung tâm kiểm soát trọng lực |
|
Phạm vi nóng chảy |
500-638 độ |
477-635 độ |
477-635 độ |
505-645 độ |
Cửa sổ điều trị bằng nhiệt và hàn |
|
Độ dẫn nhiệt |
121 W/m·K |
130 W/m·K |
130 W/m·K |
145 W/m·K |
Quản lý nhiệt, thiết kế tản nhiệt |
|
Độ dẫn điện |
30% IAC |
33% IACS |
33% IACS |
38% IACS |
Độ dẫn điện, bảo vệ tấn công sét |
|
Nhiệt cụ thể |
900 j/kg · k |
960 j/kg · k |
960 j/kg · k |
920 j/kg · k |
Quán tính nhiệt, tính toán phản ứng sốc nhiệt |
|
Mở rộng nhiệt (CTE) |
23.2 ×10⁻⁶/K |
23.6 ×10⁻⁶/K |
23.6 ×10⁻⁶/K |
22.0 ×10⁻⁶/K |
Thay đổi kích thước do sự thay đổi nhiệt độ, thiết kế kết nối |
|
Mô đun của Young |
73.1 GPA |
71 GPA |
71 GPA |
74,5 GPA |
Độ cứng cấu trúc, biến dạng và phân tích rung động |
|
Tỷ lệ của Poisson |
0.33 |
0.33 |
0.33 |
0.33 |
Phân tích cấu trúc tham số |
|
Khả năng giảm xóc |
Thấp |
Thấp |
Thấp |
Thấp |
Rung và kiểm soát tiếng ồn |
Cân nhắc thiết kế:
Tỷ lệ sức mạnh cho trọng lượng và độ cứng cho trọng lượng cao: Rút nhôm hàng không vũ trụ là trung tâm để đạt được hiệu quả nhẹ và hiệu quả cấu trúc cao, với LI-L hơi (Sê-ri 8XXX) xuất sắc trong vấn đề này .}}}}}}}}
Thiết kế dung sai thiệt hại: Beyond Sức mạnh, các bộ phận hàng không vũ trụ ưu tiên dung nạp thiệt hại và hiệu suất mệt mỏi, yêu cầu vật liệu phải thực hiện an toàn ngay cả với các lỗ hổng hiện có . Các hạt mịn và dòng chảy hạt liên tục là rất quan trọng đối với. này
Phạm vi nhiệt độ hoạt động: Hợp kim nhôm hàng không vũ trụ không chịu nhiệt độ cao, thường giới hạn ở nhiệt độ hoạt động dưới 120-150 độ . cho các ứng dụng nhiệt độ cao hơn, hợp kim titan hoặc vật liệu composite phải được xem xét .
Sản xuất phức tạp: Rút hàng hàng không vũ trụ có hình dạng phức tạp, yêu cầu các yêu cầu cực kỳ cao đối với các quy trình thiết kế và sản xuất khuôn, thường liên quan đến nhiều đường rèn và gia công chính xác .
9. Đảm bảo và kiểm tra chất lượng
Đảm bảo chất lượng và thử nghiệm các bộ phận rèn hàng không vũ trụ hợp kim nhôm là các yếu tố cốt lõi của an toàn ngành hàng không và phải tuân thủ các tiêu chuẩn và thông số kỹ thuật khách hàng nghiêm ngặt nhất của ngành .}
Quy trình kiểm tra tiêu chuẩn:
Truy xuất nguồn gốc vòng đời đầy đủ: Mọi giai đoạn từ mua sắm nguyên liệu thô đến phân phối cuối cùng phải có hồ sơ chi tiết và tài liệu có thể truy nguyên, bao gồm số lượng nhiệt, ngày sản xuất, tham số quy trình, kết quả kiểm tra, v.v.
Chứng nhận nguyên liệu thô:
Phân tích thành phần hóa học (Máy quang phổ phát xạ quang, ICP) để đảm bảo tuân thủ các thông số kỹ thuật vật liệu AMS, MIL, BAC và các thông số vật liệu hàng không vũ trụ khác .
Kiểm tra khiếm khuyết nội bộ: Kiểm tra siêu âm 100% (UT) để đảm bảo các phôi không có khuyết tật và vùi .}}
Theo dõi quá trình giả mạo:
Giám sát và ghi lại nhiệt độ lò theo thời gian thực, nhiệt độ rèn, áp suất, lượng biến dạng, tốc độ biến dạng, nhiệt độ chết và các thông số khác .
Kiểm tra ngẫu nhiên trong quá trình/ngoại tuyến về hình dạng và kích thước rèn để đảm bảo tuân thủ các yêu cầu rèn trước và hoàn thiện .
Giám sát quá trình xử lý nhiệt:
Kiểm soát chính xác và ghi lại tính đồng nhất của nhiệt độ lò (tuân thủ AMS 2750E Class 1), nhiệt độ phương tiện truyền thông và cường độ kích động, thời gian truyền tải và các tham số khác .}
Ghi và phân tích liên tục các đường cong nhiệt độ/thời gian .
Phân tích thành phần hóa học:
Xác định lại thành phần hóa học hàng loạt của các lần rèn cuối cùng .
Kiểm tra tài sản cơ học:
Kiểm tra độ bền kéo: Các mẫu được thực hiện theo hướng L, LT và ST, được kiểm tra nghiêm ngặt cho UTS, YS, EL theo các tiêu chuẩn, đảm bảo các giá trị được đảm bảo tối thiểu được đáp ứng .
Kiểm tra độ cứng: Các phép đo đa điểm để đánh giá tính đồng nhất và tương quan với các thuộc tính độ bền kéo .
Kiểm tra tác động: Charpy V-notch TÁC ĐỘNG nếu được yêu cầu .
Thử nghiệm độ bền gãy: Kiểm tra K1C hoặc JIC cho các thành phần quan trọng, một tham số chính để thiết kế dung sai thiệt hại hàng không vũ trụ .
Thử nghiệm Cracking Ăn mòn (SCC):
Tất cả các loạt không gian vũ trụ hàng không vũ trụ 7xxx và 8xxx (trừ T6) là bắt buộc phải chịu thử nghiệm độ nhạy SCC (E . g ., thử nghiệm vòng C, ASTM G38/G39)
Thử nghiệm không phá hủy (NDT):
Kiểm tra siêu âm (UT): Kiểm tra khiếm khuyết nội bộ 100% cho tất cả các rèn chịu tải trọng quan trọng (theo tiêu chuẩn AMS 2154, cấp AA hoặc cấp A) để đảm bảo không có độ xốp, vùi, phân tách, vết nứt, vv.}
Kiểm tra thâm nhập (PT): Kiểm tra bề mặt 100% (theo tiêu chuẩn AMS 2644) để phát hiện các khiếm khuyết phá vỡ bề mặt .
Kiểm tra hiện tại Eddy (ET): Phát hiện các khiếm khuyết bề mặt và gần bề mặt, cũng như tính đồng nhất vật liệu .}
Kiểm tra X quang (RT): Kiểm tra tia X hoặc tia gamma cho một số khu vực cụ thể .
Phân tích vi cấu trúc:
Kiểm tra kim loại để đánh giá kích thước hạt, tính liên tục dòng hạt, mức độ kết tinh lại, hình thái kết tủa và phân phối, đặc biệt là các đặc điểm của kết tủa ranh giới hạt, đảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn hàng không vũ trụ đối với cấu trúc vi mô .
Kiểm tra chất lượng bề mặt và chiều:
Đo chiều 3D chính xác bằng cách sử dụng các máy đo tọa độ (CMM) hoặc quét laser, đảm bảo độ chính xác kích thước và dung sai hình học của các hình dạng phức .}
Độ nhám bề mặt, kiểm tra khiếm khuyết trực quan .
Tiêu chuẩn và chứng chỉ:
Các nhà sản xuất phải được AS9100 (Hệ thống quản lý chất lượng hàng không vũ trụ) được chứng nhận .}
Các sản phẩm phải tuân thủ các tiêu chuẩn hàng không vũ trụ nghiêm ngặt như AMS (Thông số kỹ thuật vật liệu hàng không vũ trụ), MIL (Thông số kỹ thuật quân sự), BAC (Công ty máy bay Boeing), Airbus, SAE Aerospace Standard, ASTM, ETC .
EN 10204 Loại 3 . 1 hoặc 3.2 Báo cáo kiểm tra vật liệu có thể được cung cấp và chứng nhận độc lập của bên thứ ba có thể được sắp xếp theo yêu cầu của khách hàng.
10. Các ứng dụng & Thiết kế Cân nhắc
Sắp rèn khuôn không vũ trụ hợp kim nhôm là các thành phần không thể thiếu trong các cấu trúc máy bay do sự kết hợp hiệu suất vô song của chúng, được sử dụng rộng rãi trong các phần có yêu cầu cuối cùng về sức mạnh, trọng lượng, độ tin cậy và an toàn .}
Các khu vực ứng dụng chính:
Cấu trúc thân máy bay: Vách ngăn, kết nối stringer, người tham gia da, khung cửa cabin, khung cửa sổ và các cấu trúc chịu tải chính khác .
Cấu trúc cánh: Ribs, phụ kiện Spar, Track Flap, Thành phần Aileron, Tệp đính kèm Pylon .
Hệ thống thiết bị hạ cánh: Các thanh chống bánh răng chính, liên kết, trung tâm bánh xe, các thành phần phanh và các bộ phận tải trọng quan trọng khác .
Các thành phần động cơ: Gắn động cơ, móc treo, rễ lưỡi của quạt (một số mẫu), đĩa máy nén (thiết kế ban đầu) .
Các thành phần trực thăng: Các thành phần đầu rôto, vỏ truyền, thanh kết nối .
Hệ thống vũ khí: Cấu trúc cơ thể tên lửa, các thành phần khởi động, khung công cụ chính xác .
Vệ tinh và tàu vũ trụ: Khung cấu trúc, đầu nối .
Ưu điểm thiết kế:
Tỷ lệ sức mạnh cho trọng lượng và độ cứng cho trọng lượng cao: Đóng góp trực tiếp vào việc giảm cân, tăng tải trọng và hiệu quả nhiên liệu .
Độ tin cậy và an toàn cao: Quá trình rèn giúp loại bỏ các khiếm khuyết, cung cấp tuổi thọ mệt mỏi tuyệt vời, độ bền gãy xương và khả năng chống bẻ khóa ăn mòn căng thẳng, đáp ứng các yêu cầu về khả năng chịu thiệt hại nghiêm ngặt và khả năng không khí của ngành công nghiệp hàng không vũ trụ .
Tích hợp các hình dạng phức tạp: Die rèn có thể tạo ra hình học phức tạp gần lưới, tích hợp nhiều chức năng, giảm số lượng bộ phận và chi phí lắp ráp .
Hiệu suất mệt mỏi tuyệt vời: Quan trọng cho các thành phần chịu tải lặp lại trong máy bay .
Hạn chế thiết kế:
Chi phí cao: Chi phí nguyên liệu thô, chi phí phát triển khuôn và chi phí gia công chính xác đều tương đối cao .}
Thời gian sản xuất: Thiết kế chết, sản xuất, và các chu kỳ giả mạo và điều trị nhiệt cho các lần rèn hàng không vũ trụ phức tạp có thể kéo dài .
Giới hạn kích thước: Kích thước giả mạo bị giới hạn bởi trọng tải của thiết bị rèn .
Khả năng hàn kém: Các phương pháp hàn hợp nhất truyền thống thường không được sử dụng cho các cấu trúc chịu tải hàng không vũ trụ chính .
Hiệu suất nhiệt độ cao: Hợp kim nhôm thường không chịu được nhiệt độ cao, với nhiệt độ hoạt động bị giới hạn bên dưới 120-150 độ .
Cân nhắc về kinh tế và bền vững:
Tổng giá trị vòng đời: Mặc dù chi phí ban đầu là cao, nhưng việc rèn không vũ trụ mang lại lợi ích kinh tế đáng kể trong toàn bộ vòng đời của họ bằng cách cải thiện hiệu suất của máy bay, an toàn, tuổi thọ dịch vụ mở rộng và giảm chi phí bảo trì .}
Hiệu quả sử dụng vật liệu: Công nghệ rèn định hình gần lưới nâng cao và gia công chính xác giảm thiểu chất thải vật liệu .
Sự thân thiện với môi trường: Hợp kim nhôm có khả năng tái chế cao, phù hợp với các yêu cầu của ngành hàng không vũ trụ về tính bền vững .
Tăng cường an toàn: Hiệu suất vượt trội của việc rèn trực tiếp tăng cường an toàn chuyến bay, đại diện cho giá trị cao nhất của chúng .}
Chú phổ biến: Bộ phận rèn Hàng không hợp kim nhôm, các nhà sản xuất bộ phận, nhà cung cấp, nhà sản xuất của Trung Quốc, nhà sản xuất, nhà máy
Gửi yêu cầu








