سبائك الألومنيوم وقطع الفولاذ المقاوم للصدأ المستخدمة في صناعة الطيران

سبائك الألومنيوم وقطع الفولاذ المقاوم للصدأ المستخدمة في صناعة الطائرات
عند تصنيع الأجزاء لتطبيقات الفضاء ، يجب مراعاة العديد من العوامل ، مثل الشكل والوزن والمتانة للأجزاء.ستؤثر هذه العوامل على قيمة رحلة الطائرة.لسنوات عديدة ، كانت المادة المفضلة لتطبيقات الفضاء هي سبائك الألومنيوم.ومع ذلك ، في الطائرات النفاثة الحديثة ، فإنها تمثل 20٪ فقط من الهيكل.
ومع ذلك ، نظرًا للطلب على الطائرات الخفيفة ، فإن استخدام البوليمرات المقواة بالكربون ومواد قرص العسل في صناعة الطيران الحديثة آخذ في الازدياد.في السنوات الأخيرة ، بدأت الشركات المصنعة للفضاء في البحث عن بدائل لسبائك الألومنيوم ، أحدها هو الفولاذ المقاوم للصدأ المستخدم في صناعة الطائرات.زاد استخدام هذا الفولاذ المقاوم للصدأ في مكونات الطائرات الجديدة.تشرح هذه المقالة استخدام واختلاف سبائك الألومنيوم والفولاذ المقاوم للصدأ في الطائرات الحديثة.

أجزاء سبائك الألومنيوم الفضائية
أجزاء سبائك الألومنيوم المستخدمة في الفضاء الجوي
الألومنيوم مادة خفيفة نسبيًا ، تزن حوالي 2.7 جم / سم 3 (جرام لكل سنتيمتر مكعب).على الرغم من أن الألمنيوم أخف وزنا وأرخص من الفولاذ المقاوم للصدأ ، إلا أن قوته ومقاومته للتآكل ليست بنفس جودة الفولاذ المقاوم للصدأ.يتفوق الفولاذ المقاوم للصدأ على الألمنيوم في المتانة والقوة.

على الرغم من انخفاض استخدام سبائك الألومنيوم في العديد من جوانب إنتاج الفضاء ، لا تزال سبائك الألومنيوم تستخدم على نطاق واسع في الطائرات الحديثة.بالنسبة للعديد من التطبيقات المحددة ، لا يزال الألمنيوم مادة قوية وخفيفة الوزن.نظرًا لقابليتها العالية وسهولة معالجتها ، فهي رخيصة نسبيًا مقارنة بالعديد من المركبات أو التيتانيوم.يمكن أيضًا تقويتها بشكل أكبر عن طريق خلطها مع معادن أخرى ، مثل النحاس والمغنيسيوم والمنغنيز والزنك ، أو بالمعالجة الباردة أو الحرارية.عندما يتعرض الألومنيوم للهواء ، فإن روابط الأكسدة الكيميائية المغلقة تعزل الألمنيوم عن البيئة.هذه الوظيفة تجعلها شديدة المقاومة للتآكل.
تشمل سبائك الألومنيوم الأكثر شيوعًا المستخدمة في تصنيع قطع غيار الطائرات ما يلي:

سبيكة ألومنيوم 7075 (ألومنيوم / زنك)
 سبائك الألومنيوم 7475-02 (الألومنيوم / الزنك / المغنيسيوم / السيليكون / الكروم)
 سبيكة ألومنيوم 6061 (ألومنيوم / مغنيسيوم / سيليكون)
7075 عبارة عن مزيج من الألومنيوم والزنك.إنها السبائك الأكثر استخدامًا في تطبيقات الفضاء.لها خصائص ميكانيكية ممتازة ، ليونة ، قوة ومقاومة التعب.
7475-02 عبارة عن مزيج من الألومنيوم والزنك والسيليكون والكروم ، بينما يحتوي 6061 على الألومنيوم والمغنيسيوم والسيليكون.أي سبيكة مطلوبة تعتمد كليا على التطبيق المقصود للنهاية.على الرغم من أن العديد من أجزاء الطائرات المصنوعة من سبائك الألومنيوم مزخرفة تمامًا ، إلا أن بعض الأجزاء ضرورية لوظيفة الطائرة ويجب أن يكون لها خصائص محددة.
سكانديوم الألومنيوم هو سبيكة ألومنيوم شائعة الاستخدام في صناعة الطيران.يمكن أن تؤدي إضافة سكانديوم إلى الألومنيوم إلى تعزيز قوة المعدن ومقاومته للحرارة.يمكن أن يؤدي استخدام سكانديوم الألومنيوم أيضًا إلى تحسين كفاءة الوقود.نظرًا لأنه بديل للمواد ذات الكثافة العالية ، مثل الفولاذ والتيتانيوم ، فإن استبدال هذه المواد بسكانديوم ألومنيوم أخف يمكن أن يقلل الوزن ويحسن كفاءة الوقود.

أجزاء الفولاذ المقاوم للصدأ لتطبيقات الطيران
في صناعة الطيران ، يبدو أن الفولاذ المقاوم للصدأ هو خيار مفاجئ مقارنة بالألمنيوم.على الرغم من أن الفولاذ المقاوم للصدأ أثقل ، إلا أن استخدامه في تطبيقات الطيران قد ازداد مؤخرًا.
يشير الفولاذ المقاوم للصدأ إلى سلسلة من سبائك قاعدة الحديد التي تحتوي على ما لا يقل عن 11٪ من الكروم ، وهو مركب يمنع تآكل الحديد ويوفر مقاومة للحرارة.تشمل الأنواع المختلفة من الفولاذ المقاوم للصدأ عناصر النيتروجين والألمنيوم والسيليكون والكبريت والتيتانيوم والنيكل والنحاس والسيلينيوم والنيوبيوم والموليبدينوم.تم تصنيف نوع الفولاذ المقاوم للصدأ والإشارة إليه بثلاثة أرقام.على الرغم من أن الفولاذ المقاوم للصدأ شائع الاستخدام لا يتجاوز عُشره ، إلا أن هناك أكثر من 150 درجة من الفولاذ المقاوم للصدأ.بالإضافة إلى ذلك ، يمكن تصنيع الفولاذ المقاوم للصدأ في شكل صفائح ، لوح ، قضيب ، سلك وأنابيب ، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات المختلفة.هناك خمس مجموعات رئيسية من الفولاذ المقاوم للصدأ ، مصنفة بشكل أساسي وفقًا لهياكلها البلورية.هذه المجموعات هي الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي ، والحديد ، والمارتينسيتي ، والدوبلكس ، والصلب المقاوم للصدأ.