Premium aluminium & roestvrij staal luchtvaartonderdelen – Lichtgewicht, duurzaam, hoge prestaties

Bij het maken van onderdelen voor luchtvaarttoepassingen, moeten veel factoren overwogen worden, zoals de vorm, het gewicht en de duurzaamheid van het onderdeel. Deze factoren zullen de vluchtwaarde van het vliegtuig beïnvloeden. Voor veel jaren is het materiaal van keuze voor luchtvaarttoepassingen aluminium geweest. Echter, in moderne straalvliegtuigen, telt het slechts voor 20% van de structuur.

Echter, door de vraag naar lichte vliegtuigen, neemt het gebruik van composietmaterialen zoals koolstofversterkte polymeren en honingraatmaterialen toe in de moderne luchtvaartindustrie. In de afgelopen jaren hebben luchtvaartfabrikanten begonnen alternatieven voor aluminium te onderzoeken, een daarvan is luchtvaartkwaliteit roestvrij staal. Het gebruik van deze roestvrij staal in nieuwe vliegtuigcomponenten is toegenomen. Dit artikel zal het gebruik en verschil tussen aluminium en roestvrij staal in moderne vliegtuigen uitleggen.

Aluminiumonderdelen voor luchtvaarttoepassingen

Aluminium is een relatief lichtgewicht materiaal, van ongeveer 2,7 g/cm3 (gram per kubieke centimeter). Hoewel aluminium lichter en goedkoper is dan roestvrij staal, is aluminium niet zo sterk en corrosiebestendig als roestvrij staal. Wat duurzaamheid en sterkte betreft, is roestvrij staal superieur aan aluminium.

Hoewel het gebruik van aluminium in veel aspecten van de luchtvaartproductie is gedaald, wordt aluminium nog steeds wijd gebruikt in moderne vliegtuigen. Voor veel specifieke doeleinden is aluminium nog steeds het sterkste en lichtste materiaal. Vanwege de hoge duktiliteit is het gemakkelijk te bewerken en het is relatief goedkoop vergeleken met veel composietmaterialen of titaan. Het kan ook verder versterkt worden door het te legeren met andere metalen (zoals koper, magnesium, mangaan en zink) of door koude of warmtebehandeling. Wanneer aluminium aan de lucht wordt blootgesteld, isoleren de dichte chemische oxidebindingen het aluminium van de omgeving. Deze eigenschap maakt het extreem bestendig tegen corrosie.

De meest populaire aluminiumlegeringen die gebruikt worden in de productie van luchtvaartonderdelen zijn:

• Aluminiumlegering 7075 (aluminium/zink)
• Aluminiumlegering 7475-02 (aluminium/zink/magnesium/silicium/chroom)
• Aluminiumlegering 6061 (aluminium/magnesium/silicium)

7075 is een combinatie van aluminium en zink en is de meest gebruikte legering in luchtvaarttoepassingen met uitstekende mechanische eigenschappen, duktiliteit, sterkte en vermoeidheidsweerstand.

7475-02 is een combinatie van aluminium, zink, silicium en chroom, terwijl 6061 aluminium, magnesium en silicium bevat. Welke legering vereist is, hangt volledig af van de beoogde toepassing van het eindonderdeel. Hoewel veel aluminiumvliegtuigonderdelen puur decoratief zijn, zijn bepaalde onderdelen essentieel voor de werking van het vliegtuig en moeten specifieke kenmerken hebben.

Een veelvoorkomend type aluminiumlegering dat in de luchtvaartindustrie wordt gebruikt, is aluminium-scandium. De toevoeging van scandium aan aluminium versterkt de sterkte van het metaal en de vermogens om hitte te weerstaan. Het gebruik van aluminium-scandium kan ook de brandstofefficiëntie verhogen. Omdat het een alternatief is voor dichtere materialen zoals staal en titaan, leidt vervanging van deze door lichter aluminium-scandium tot gewichtsvermindering wat op zijn beurt grotere brandstofefficiëntie biedt.

Roestvrij staal onderdelen voor luchtvaarttoepassingen

In de luchtvaartindustrie lijkt roestvrij staal een verrassende keuze vergeleken met aluminium. Hoewel roestvrij staal een groter gewicht heeft, is recent ontdekt dat het gebruik in luchtvaarttoepassingen toeneemt.

Roestvrij staal verwijst naar de ijzer-gebaseerde legeringsfamilie die ten minste 11% chroom bevat, wat een verbinding is die ijzercorrosie voorkomt en hittebestendigheid biedt. Verschillende typen roestvrij staal omvatten de elementen stikstof, aluminium, silicium, zwavel, titaan, nikkel, koper, selenium, niobium en molybdeen. Het type roestvrij staal is gekwalificeerd en vertegenwoordigd door drie cijfers. Hoewel de frequent gebruikte roestvrij staal slechts ongeveer een tiende is, zijn er meer dan 150 roestvrij staalkwaliteiten. Daarnaast kan roestvrij staal worden gevormd in dunne platen, platen, staven, draden en buizen, wat het nuttig maakt voor een verscheidenheid aan toepassingen. Er zijn vijf hoofgroepen roestvrij staal, hoofdzakelijk geclassificeerd op hun kristalstructuur. Deze groepen zijn austenitisch, ferrietisch, martensitisch, duplex en uitvalshardende roestvrij stalen.

Zoals hierboven vermeld, is roestvrij staal een legering gemaakt door een combinatie van staal en chroom. De sterkte van roestvrij staal is direct gerelateerd aan de chroomgehalte in de legering. Hoe hoger de chroomgehalte, hoe sterker het staal. Het gebruik van roestvrij staallegeringen is gevonden om te stijgen in vliegtuigcomponenten die hoge sterkte vereisen maar om kunnen gaan met het verhoogde gewicht. Roestvrij staal heeft hoge corrosieweerstand en hoge temperatuurbestendigheid, wat het geschikt maakt voor een reeks luchtvaartcomponenten, inclusief actuatoren, bevestigingsmiddelen en landing gear componenten.

Voordelen:

Hoewel sterker dan aluminium, is roestvrij staal meestal veel zwaarder. Echter, in vergelijking met aluminium, hebben roestvrij staalonderdelen twee hoofvoordelen:

Roestvrij staal heeft hoge corrosieweerstand.

De weerstand van roestvrij staal tegen ijzeroxide is te danken aan de aanwezigheid van chroom in de legering, wat een passivatiefilm vormt om het materiaal te beschermen tegen corrosie. Of het nu komt van atmosferische omstandigheden of chemische oplosmiddelen, roestvrij staal heeft hoge corrosieweerstand. Vanwege de beschermende oxidelaag, voorkomt roestvrij staal oxidatie en corrosie. In feite, wanneer blootgesteld aan zuurstof, kan de film zichzelf herstellen. Corrosie- en vuilweerstand, lage onderhoudskosten, en bekende glans maken roestvrij staal een algemeen materiaal in toepassingen die sterkte en corrosieweerstand vereisen.

Roestvrij staal is sterker en meer slijtvaste.

Roestvrij staal heeft een hogere trekkracht dan aluminium en kan spanning, trilling, schrammen, impact en schade beter weerstaan. Bijvoorbeeld, de uiteindelijke trekkracht van graad 304 roestvrij staal is hoger dan die van aluminium, op 505 MPa (73.200 psi) en 310 MPa (45.000 psi) respectievelijk.

De schuifmodulus en smeltpunt van roestvrij staal zijn ook hoger dan die van aluminium.

Deze kenmerken zijn essentieel voor veel luchtvaartonderdelen en maken roestvrij staalonderdelen een veelzijdige keuze voor luchtvaarttoepassingen.

Andere voordelen van roestvrij staal omvatten de uitstekende hittebestendigheid en brandbestendigheid, heldere, mooie uiterlijk, en uitstekende hygiënische kwaliteiten. Roestvrij staal is ook gemakkelijk te fabriceren, wat een belangrijke overweging is wanneer alle onderdelen van het vliegtuig moeten worden gelast, bewerkt of gesneden tot nauwkeurige specificaties. Ten slotte hebben bepaalde roestvrij staallegeringen extreem hoge impactweerstand, wat een belangrijk factor is in de veiligheid en duurzaamheid van grote vliegtuigen.

Conclusie

Met de verloop van tijd is de luchtvaartindustrie steeds diverser geworden, en moderne luchtvaartuigen zijn waarschijnlijker vervaardigd met roestvrij staal romp of luchtraam. Ondanks de hogere prijs, zijn ze ook veel sterker dan aluminium, en afhankelijk van de gebruikte graad, kunnen ze nog steeds een uitstekende sterkte-gewichtsverhouding bieden.

Of u nu op zoek bent naar hoogwaardige aluminium vliegtuigonderdelen of roestvrij staal vliegtuigonderdelen, wij kunnen de onderdelen leveren die u nodig hebt. Wij kunnen u helpen alle typen aluminium en roestvrij staal vliegtuigonderdelen te vinden en leveren met korte levertijden en competitieve prijzen. Voor een snelle en competitieve offerte, e-mail ons op info@sansmachining.com.