Af hverju ál ber flugskrokkinn
Flugskrokkur í atvinnuskyni er enn að mestu leyti ál miðað við massa. Ástæðan er ekki ein eiginleiki heldur samsetning: Þéttleiki upp á um 2,7 g á rúmsentimetra, togstyrkur yfir 400 MPa í hærri styrkleika, góð þreytuþol þegar skilningur er á álagssviðinu og framleiðslugrunnur sem hefur áratuga reynslu af mótun, vinnslu og hnoð að baki. Samsett mannvirki hafa tekið vaxandi hluta af frumbyggingu, en ál heldur áfram að ráða yfir skrokkhúðinni, strengjum, ramma, rifbeinum og stórum hluta vængjabyggingarinnar, þar sem stífðar málmplötur eru skilvirkar og þolir skemmdir.
Aðalfjölskyldur flugskrokksins
| Álblöndu | Fjölskylda | Dæmigert geðslag | Hlutverk flugvélar |
|---|---|---|---|
| 2024 | Al-Cu-Mg | T3, T351, T42 | Skrokkhúð og spenna-ráðandi uppbygging |
| 7075 | Al-Zn-Mg-Cu | T6, T73, T7351 | Vængsperrur, festingar, hástyrktar festingar |
| 7050 | Al-Zn-Mg-Cu | T7451 | Þykkir kaflar þar sem hörku í dýpt skiptir máli |
| 2219 | Al-Cu-Mn | T81, T87 | Háhitastig og suðuhæf mannvirki |
| 6061 | Al-Mg-Si | T6, T651 | Aukabygging, sviga, festingar |
Samsetning og eiginleikamörk fyrir þessar einkunnir eru birtar í ASTM B209 fyrir plötu og plötu, þar sem 2024 og 7075 eru almennt tilgreind við lágmarks togstyrk um 470 MPa og 570 MPa í sömu röð í skapgerðunum sem nefnd eru hér að ofan. Skiptingin-þvert á borðið er alltaf styrkur gegn seigleika og tæringarþol: 7075 í T6 er sterkastur í hópnum, á meðan T73 og T7451 ofelda skapið fórna nokkrum styrk til að bæta viðnám gegn tæringarsprungum álags og til að auka brotseigu.
Hitastig, hæð og kalda hegðun
Farflugsaðstæður setja flugskrokkinn við lágan hita og lágan þrýsting og ál höndlar hvort tveggja vel. Varmastækkunarstuðull þessara málmblöndur er um 23 milljónustustu á hverja gráðu á Celsíus, sem einkennist vel og er gert ráð fyrir í samsetningu og innsigli í stað þess að vera takmarkandi þáttur. Álblöndur halda gagnlegri seigju við frosthitastig, þess vegna hafa þær lengi verið notaðar til frostefnatanks, og hitaleiðni á bilinu 120 til 190 vött á metra-kelvin hjálpar til við að dreifa hita frá heitum svæðum inn í nærliggjandi byggingu. Þyngd sem sparast í flugskrokknum skilar sér beint í eldsneytisbrennslu, þannig að hvert kíló sem er fjarlægt úr burðarvirkinu hefur samsettan ávinning yfir líftíma flugvélarinnar.
Vélar, hita og efnisskipti
Ál er ekki háhitaefni. Yfir u.þ.b. 120 til 150 gráður á Celsíus byrjar það að missa styrk og bræðslumark algengra málmblöndur er nálægt 660 gráður á Celsíus. Í vélauppsetningum birtist því ál í köldu endanum: viftublöð í fölsuð formi, þjöppuhylki, gírkassahús og aukabúnaðarfestingar, en heiti hlutinn notar nikkel og títan málmblöndur. Álhúðuð hitateppi og endurskinsþynnur eru notaðar í kringum gonsa og hjálparafleiningar til að draga úr geislunarhita sem nær til álbyggingar og hitahlífar nota endurskin og leiðni málmsins frekar en styrk hans.
Þreyta, sameining og lok-á-lífsbata
Þreytuhönnun stjórnar flestum smáatriðum flugskramma. Álagsrófið er skilgreint, álagsstyrkur við festingarholur er stjórnað með kaldvinnslu og truflunarpassingu, og skoðunarbil er stillt út frá sprunguvexti frekar en frá einföldum þolmörkum. Hnoð og boltun eru enn ríkjandi samtengingaraðferðir fyrir álbyggingu vegna þess að þær forðast hita-áhrifasvæðið sem suðu myndi skapa á hástyrk aldri-hertu málmblöndu. Í lok endingartíma er flugskrúin tekin í sundur og álhlutinn aðskilinn og endurbræddur; álblöndur halda blöndunargildi sínu við endurbræðslu, þannig að endurheimtur málmur flugvélar rennur aftur inn í auka málmblöndur og í nýjar unnar vörur, allt eftir aðskilnaðaraðferðum.
Algengar spurningar
Q:Af hverju er 7075 ekki notað fyrir skrokkhúð?
A: 7075 er sterkara en hefur lægri hörku og lakari viðnám gegn streitutæringu í T6 ástandinu, þannig að skinn eru almennt gerðar úr 2024-gerð málmblöndur með betra skaðaþol.
Q:Hverju breytir T73 skapið?
A: Þetta er ofeldri meðferð sem notuð er á 7xxx málmblöndur sem dregur lítillega úr styrkleika en bætir verulega viðnám gegn tæringarsprungum og eykur brotseigu.
Q:Eru álflugvélar endurvinnanlegir?
A: Já. Ál heldur blöndunarefni sínu við endurbræðslu og niðurtekin flugskramma eru viðurkennd uppspretta mikils virðis rusl þegar húðun og blönduð efni eru aðskilin.
Q:Er hægt að sjóða ál á flugskrokk í stað þess að hnoða?
Sv.: Sumar suðuhæfar einingar eins og 2219 eru sameinaðar með suðu, en hörð húð með mikilli styrkleika-er venjulega hnoðað vegna þess að suðu rýrar hita-svæðið.
Q:Af hverju þolir ál kalt ferðahitastig svona vel?
A: Þessar málmblöndur halda styrk og seigju við lágt hitastig og varmaþensla þeirra er vel einkennandi, svo kalt bleyting er hönnunarinntak frekar en efnistakmörkun.
Q:Hvað takmarkar ál í vélbúnaði?
A: Þjónustuhitastig. Styrkur fer yfir um það bil 150 gráður á Celsíus, þannig að ál er bundið við köldu hluta hreyfilsins og við uppbyggingu flugskrokksins.