سبائك ألومنيوم الطيران: مواد جديدة، معدات جديدة

يُشار عادةً إلى الألومنيوم والمغنيسيوم والتيتانيوم والمعادن الأخرى ذات الكثافة الصغيرة باسم المعادن الخفيفة، ويُشار إلى سبائك الألومنيوم وسبائك المغنيسيوم وسبائك التيتانيوم المقابلة لها باسم السبائك الخفيفة. إن الخصائص الممتازة الخاصة وإمكانات التطوير الخاصة بالسبائك الخفيفة تجعل العالم يولي اهتمامًا متزايدًا لأبحاثها وتطويرها وتطبيقها.

ما هي سبائك الألومنيوم للطيران؟

ألومنيوم الطيران عبارة عن سبيكة ألومنيوم فائقة القوة والتشوه، والتي تستخدم على نطاق واسع في صناعة الطيران. بالمقارنة مع سبائك الألومنيوم العادية، فإن سبائك الألومنيوم المستخدمة في الطائرات لها متطلبات أعلى من حيث القوة والصلابة والمتانة ومقاومة التعب واللدونة. تتميز سبائك ألومنيوم الطيران بخصائص ميكانيكية ومعالجة جيدة، وتتمتع بقوة عالية وصلابة جيدة عند 150 درجة مئوية (أو أعلى)، وهي مثالية لمواد هياكل الطائرات.

أكثر ما يميز سبائك الألومنيوم للطيران هو أنه يمكن تحسين قوتها عن طريق المعالجة الحرارية للتشوه. المعالجة الحرارية للتشوه هي عملية شاملة تجمع بين تقوية التشوه للتشوه البلاستيكي وتقوية تغير الطور أثناء المعالجة الحرارية لتوحيد عملية التشكيل وخصائص التشكيل.

أثناء التشوه البلاستيكي للسبائك الهوائية، تزداد كثافة العيوب في البلورة، وستؤدي هذه العيوب إلى تغيير البنية المجهرية في المادة. في عملية التشوه البلاستيكي لسبائك الألومنيوم الهوائية، ستحدث تغيرات في البنية البلورية مثل الانتعاش الديناميكي، وإعادة التبلور الديناميكي، وإعادة التبلور شبه الديناميكي، وإعادة التبلور الساكن، والانتعاش الساكن. إذا تم التحكم في هذه التغييرات في البنية البلورية بشكل صحيح، فسيتم تحسين الخواص الميكانيكية للمادة بشكل كبير وسيتم تحسين عمر خدمة المادة.

تصنيف سبائك ألومنيوم الطيران

هناك أنواع عديدة من طرق تصنيف سبائك الألومنيوم، والتي يمكن تقسيمها إلى سبائك الألومنيوم المشوهة وسبائك الألومنيوم المصبوبة. يمكن لسبائك الألومنيوم المشوهة أن تتحمل معالجة الضغط ويمكن معالجتها في مجموعة متنوعة من الأشكال والمواصفات من سبائك الألومنيوم، والتي تستخدم بشكل أساسي لتصنيع معدات الطيران.

يمكن تقسيم سبائك الألومنيوم المشوهة إلى سبائك الألومنيوم المقواة بغير المعالجة الحرارية وسبائك الألومنيوم المقواة بالمعالجة الحرارية. لا يمكن تحسين الخواص الميكانيكية لسبائك الألومنيوم المقواة بغير المعالجة الحرارية عن طريق المعالجة الحرارية، ولكن لا يمكن تقويتها إلا عن طريق التشوه بالقطع على البارد. وهي تشمل بشكل أساسي الألومنيوم عالي النقاء، والألومنيوم الصناعي عالي النقاء، والألومنيوم النقي الصناعي، والألومنيوم النقي الصناعي، والألومنيوم المضاد للاحتكار، إلخ. يمكن لسبائك الألومنيوم المعالجة بالحرارة المقواة بالحرارة تحسين خواصها الميكانيكية عن طريق التبريد والشيخوخة. ويمكن تقسيمها إلى ألومنيوم صلب، وألومنيوم مزور، وألومنيوم فائق الصلابة، وسبائك ألومنيوم خاصة.

تطبيق سبائك الألومنيوم للطيران

وفقًا للبيانات التجريبية، سيتم توفير تكلفة الإطلاق بحوالي 20,000 دولار أمريكي لكل 1 كجم من وزن المركبة الفضائية التي تدخل الهواء. إذا تم تخفيض وزن المقاتلة بنسبة 15%، يمكن تقصير مدى الطيران بنسبة 15%، وزيادة المدى بنسبة 20%، وزيادة الحمولة بنسبة 30%. لذلك، يعلق العالم أهمية كبيرة على البحث والتطوير في مجال المواد الهيكلية خفيفة الوزن للفضاء الجوي.

تُستخدم سبائك ألومنيوم الطيران على نطاق واسع في مجال الطيران والفضاء الجوي بفضل مزاياها الفريدة مثل الكثافة الصغيرة، والقوة المعتدلة، وسهولة المعالجة والتشكيل، والمقاومة القوية للتآكل، ووفرة الموارد، وقابلية إعادة التدوير القوية.

يمكن تصنيع الجلد والعوارض والأضلاع والعوارض والعوارض والفواصل ومعدات الهبوط في الطائرات من الألومنيوم، وتختلف كمية الألومنيوم المستخدمة حسب الطائرة. ونظراً لانخفاض سعره، تُستخدم سبائك الألومنيوم على نطاق واسع في الطائرات المدنية التي تركز على الفوائد الاقتصادية. على سبيل المثال، تشكّل سبائك الألومنيوم المستخدمة في طائرات بوينغ 767 حوالي 81% من وزن جسم الطائرة. تتمتع بعض سبائك الألومنيوم المستخدمة في صناعة الطائرات بخصائص تبريد جيدة ويمكن أن تعمل في بيئات الهيدروجين والأكسجين السائل، لذا فهي مواد مثالية لصنع الصواريخ السائلة. على سبيل المثال، خزانات الوقود، وخزانات المؤكسد، والأقسام البينية، والأقسام البينية، وأقسام ما بين المراحل، وأقسام الذيل، وكبسولات الأجهزة في الصاروخ الحامل "ساتورن 5" الذي أطلق مركبة الفضاء "أبولو" كلها مصنوعة من سبائك الألومنيوم المستخدمة في صناعة الطائرات.

وفي الوقت الحاضر، تتمثل مواد سبائك الألومنيوم الرئيسية المستخدمة في الطائرات المدنية في مسبوكات سبائك الألومنيوم، ومطروقات سبائك الألومنيوم، ومقاطع بثق سبائك الألومنيوم ذات المقاطع الكبيرة، وألواح سبائك الألومنيوم السميكة، وسبائك الألومنيوم والليثيوم . فيما يلي التطبيقات الرئيسية لبعض الأنواع الرئيسية لسبائك الألومنيوم.

الخاتمة

يُستخدم ألومنيوم الطيران 2024 في الأجزاء الهيكلية للطائرات؛ وتُستخدم سبائك الألومنيوم 2048 للطيران بشكل رئيسي في تصنيع الأجزاء الهيكلية للطيران والأجزاء الهيكلية للأسلحة؛ ويُستخدم 2218 بشكل رئيسي في محركات الطائرات ومكبس محرك الديزل، ورأس أسطوانة محرك الطائرات، ومكره المحرك النفاث، وحلقة الضاغط؛ ويُستخدم 2219 في خزان مؤكسد لحام الصواريخ الفضائية، وجلد الطائرات الأسرع من الصوت، والأجزاء الهيكلية.

تُعد Stanford Advanced Materials (SAM) شركة رائدةعالميًا في توريد منتجات الألومنيوم، مدعومة بأكثر من 20 عامًا من الخبرة. تكرس شركة SAM جهودها لتقديم مواد عالية الجودة مصممة لتلبية الاحتياجات المتنوعة للعملاء في مجالات البحث والتطوير والإنتاج. أرسل لنا استفساراً إذا كنت مهتماً.