航空鋁：特點

由於其輕便，延展性和耐腐蝕性，鋁成為許多行業不可或缺的材料。 航空鋁是一組合金，其特徵在於包含鎂，矽，銅和錳的強度增加。 合金的附加強度由所謂的給定。 “老化效應”是一種在侵蝕性大氣環境長期影響下硬化的特殊方法。 這種合金是在二十世紀初被發明的，現在也被稱為“天賦”。

定義。 歷史背景

航空鋁合金歷史的開始是1909年。 德國冶金工程師阿爾弗雷德·威爾姆（Alfred Wilm）通過實驗證實，如果將鋁，錳和鎂輕微添加的鋁合金在500℃下淬火併在20-25度的溫度下淬火4-5天，則逐漸變硬更強，不失可塑性。 程序稱為“老化”或“成熟”。 在這種硬化過程中，銅原子在晶界處填充了許多微小的區域。 銅原子的直徑小於鋁的直徑，因此出現壓應力，這增加了材料的強度。

該合金首次在德國工廠DürenerMetallwerken掌握，並獲得了Dural的商標，因此名為“duralumin”。 隨後，美國冶金學家R.Archer和V. Jafris改進了組成，改變了百分比，主要是鎂。 新合金被命名為2024，其各種修改現在被廣泛使用，以及整個合金系列 - Avial。 發現後幾乎立即獲得了“航空鋁”的名稱，因為它完全取代了飛機結構中的木材和金屬。

主要類型和特點

有三個主要組：

• 鋁 - 錳（Al-Mn）和鋁 - 鎂（Al-Mg）的族。 主要特點 - 高，幾乎不承認純鋁的耐腐蝕性。 這種合金非常適用於焊接和焊接，但是它們被嚴重切割。 不要通過熱處理硬化。
• 鋁 - 鎂 - 矽（Al-Mg-Si）體系的耐腐蝕合金。 它們通過熱處理加強，即在520℃的溫度下淬火，然後急劇冷卻水和自然老化約10天。 該組材料的特點是在正常條件下和應力下運行時耐腐蝕性高。
• 鋁 - 銅 - 鎂（Al-Cu-Mg）的結構合金。 它們的基礎是鋁，與銅，錳和鎂合金。 通過改變 合金元素 的比例，獲得航空 鋁，其特性 可能不同。

後者的材料具有良好的機械性能，但比第一和第二族合金高度易於腐蝕。 腐蝕敏感度取決於仍需要通過油漆或陽極氧化保護的表面處理的種類。 通過向組合物中引入錳，部分增加了耐腐蝕性。

除了三種主要類型的合金之外，還區分了具有特定應用領域所必需的性能的鍛造合金，耐熱，高強度結構等。

航空合金標識

在國際標準中，航空鋁標記的第一個數字表示合金的主要合金元素：

• 1000 - 純鋁。
• 2000 - 硬鋁，摻雜銅的合金。 在一定時期 - 最常見的航天合金。 由於對腐蝕開裂的敏感性高，它們越來越多地被7000系列合金所取代。
• 3000 - 合金元素 - 錳。
• 4000 - 合金元素 - 矽。 合金也稱為矽膠。
• 5000 - 合金元素 - 鎂。
• 6000 - 最多的塑料合金。 合金元素是鎂和矽。 可以經受熱裂以提高強度，但是這個參數不如2000和7000系列。
• 7000 - 熱硬化合金，最耐用的航空鋁。 主要的合金元素是鋅和鎂。

標記的第二位是初始化後的鋁合金修改的序列號 - 數字“0”。 兩個最終數字是合金本身的數量，關於其純度的雜質的信息。 如果合金有經驗，則將第五個符號“X”添加到標記中。

迄今為止，最常見的航空鋁品牌有：1100，2014，2017，3003,2024，2219，2025，5052，5056。這些合金的特點是：亮度，延展性，良好的強度，耐摩擦性，耐腐蝕性和高負荷。 在飛機製造中，使用最廣泛的合金是航空鋁合金6061和7075。

結構

航空鋁的主要合金元素有：銅，鎂，矽，錳，鋅。 這些合金中的這些元素的百分比決定了強度，柔韌性，耐機械性等特性。合金的基礎是鋁，主要合金元素是銅（2.2-5.2重量％），鎂（0， 2-2.7％）和錳（0.2-1％）。

鋁與硅（4-13質量％）的航空合金系列，其他合金元素（銅，錳，鎂，鋅，鈦，鈹）含量不大。 用於製造複雜零件，也稱為矽膠或鑄造鋁合金。 一系列鋁鎂合金（1-13％重量）與其他元素具有很高的塑性和耐腐蝕性。

銅在航空鋁中的作用

在航空合金的組成中銅的存在有助於其硬化，但同時對其耐腐蝕性沒有很好的影響。 在淬火過程中，在晶界上掉落，銅使合金易發生點腐蝕，應力腐蝕和晶間腐蝕。 富含銅的區域比鋁基體更加電鍍陰極，因此在電偶機制上更容易發生腐蝕。 合金質量中銅含量的增加高達12％會增加老化過程中分散硬化引起的強度性能。 銅含量超過12％時，合金變脆。

應用領域

鋁合金是最受歡迎的金屬出售。 航空鋁的重量輕，耐用性使得這種合金成為從飛機到家居用品（手機，耳機，手電筒）的許多產品的不錯選擇。 鋁合金用於造船，汽車，建築，鐵路運輸，核工業。

廣泛需求的銅含量適中的合金（2014，2024其他）。 這些合金的型材具有高耐腐蝕性，良好的機械加工性和點焊性。 其中，製造飛機，重型車輛，軍事設備的負責任的結構。

航空鋁連接的特點

航空合金的焊接僅在惰性氣體的保護環境中進行。 優選的氣體是：氦，氬或其混合物。 氦氣導電性更高。 這確定了焊接介質的更有利的溫度特性，這使得可以相當舒適地連接結構的厚壁元件。 使用保護氣體的混合物促進更完整的氣體流出。 在焊接接頭處形成孔的可能性顯著降低。

飛機施工中的應用

航空鋁合金最初是為航空設備的建造而設計的。 其中，飛機，發動機零件，底盤，油箱，緊固裝置等的外殼由機艙內部的航空鋁製零件製成。

2ххх系列的鋁合金用於生產高溫部件。 輕型裝載，燃料，液壓和油系統的細節由3xxx，5xxx和6xxx合金製成。 飛機結構中最廣泛使用的是7075合金，它在相當大的載荷下生產元素，低溫耐腐蝕。 合金的基礎是鋁，主要的合金元素是鎂，鋅和銅。 從它被製成飛機結構，皮膚元素的力量輪廓。