آلیاژهای آلومینیوم مورد استفاده در صنایع هوایی

آلیاژهای آلومینیوم مورد استفاده در صنایع هوایی

آلیاژهای آلومینیوم در اواخر دهه 1920 جایگزین چوب در بدنه هواپیماها شدند و از آن زمان تاکنون یکی از مصالح اصلی بکار رفته در این صنعت بوده اند. هم اکنون آلیاژهای آلومینیوم با استحکام بالا از مصالح اصلی بدنه هواپیماها بشمار می روند لیکن بتدریج مواد ترکیبی جای آنها را خواهند گرفت.

جذابیت آلومینیوم در قیمت نسبتا پایین و سبکی آن است، فلزی که می تواند تا سطوح استحکام بالایی تحت عملیات حرارتی قرار گیرد. از جمله معایب آلومینیوم نیز ماژول الاستیسیته پایین آن و در مورد آلیاژهای با استحکام بالا، استعداد خوردگی است.

از زمان ابداع آلیاژهای آلومینیوم در دهه 1920 ارتقای قابل توجهی در آلیاژهای آلومینیوم ایجاد شده است. این بهبودها نتیجه ای از درک ترکیب شیمیایی، کنترل ناخالصی ها و اثرات فرآوری و عملیات حرارتی بوده است. هم اکنون تحقیق بر روی نسل سوم آلیاژهای آلومینیوم- لیتیوم ادامه دارد. شکل 1. توسعه آلیاژهای آلومینیوم در طول زمان را نشان می دهد. چنانچه دیده می شود مقاومت تسلیم این آلیاژها در طول 80 سال تقریبا دوبرابر شده است.

تصویر 1

یکی از اولین آلیاژهای آلومینیومی بکار رفته در صنایع هوا-فضا دورآلومین (Duralumin) با نام فنی AA2017 با مقاومت تسلیم 280 مگاپاسکال بوده است. در جنگ جهانی دوم بمب افکن B-29 اولین هواپیمایی بود که از این آلیاژ سود می برد و استحکام و سبکی این آلیاژ منجر به هواپیمایی بزرگ با برد و سرعتی استثنایی شده بود. سخت شوندگی سریع در چند مرحله (tempering) به افزایش استحکام این آلیاژها کمک فراوانی کرد. در دهه 1970 آلیاژی به نام AA7050 ابداع شد که امکان تولید مقاطع ضخیم تر با مقاومت کافی در برابر ترک خوردگی در اثر تنش ناشی از خوردگی را می داد. تصویر شماره 2 انواع اصلی آلیاژهای آلومینیوم را نشان می دهد.

 

تصویر 2

در سالهای اخیر روند شتابانی بسوی استفاده از مواد کمپوزیت در ساخت هواپیما آغاز شده است. گفته می شود در ساخت بوئینگ 787 بیش از 50 درصد از مواد مرکب استفاده شده است. مواد کمپوزیت دارای معایبی از جمله از دست دادن استحکام در دمای بالای 350 درجه سانتی گراد هستند.

منبعی برای مطالعه بیشتر:

Aluminium Alloys for Aerospace Applications

P. Rambabu, N. Eswara Prasad, V.V. Kutumbarao and R.J.H. Wanhill