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Aluminum Alloy Aviation Die Forging Parts
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Aluminiumlegierungsluftfahrt -Schmieden Teile

Aluminiumlegierungen der Luft- und Raumfahrtveränderungen beziehen sich auf Schmiedet, die durch die Schmiedeprozesse unter Verwendung von Aluminiumlegierungsmaterialien erzeugt werden, die speziell für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrtindustrie entwickelt wurden. Diese Schmiedungen sind durch ihre präzisen Abmessungen, hohe mechanische Eigenschaften und hervorragende Korrosionsbeständigkeit gekennzeichnet.

 

1. Materialübersicht und Herstellungsprozess

 

Die Schmieden von Aluminiumlegierungen sind kritische strukturelle Komponenten in der Luft- und Raumfahrtindustrie, die für ihr Verhältnis von außergewöhnlicher Stärke zu Gewicht, hohe Zuverlässigkeit, hervorragende Ermüdungsleistung und Aufprallfestigkeit bekannt sind. Diese Komponenten werden durch präzise kontrollierte Stempelschmiedprozesse hergestellt, wodurch die Vorteile der Hochleistungs-Aluminiumlegierungen leistungsstark (wie 2xxx- und 7xxx-Serien) maximiert werden. Der Schmiedeprozess verfeinert die inneren Körner des Materials, verdichtet seine Struktur und erzeugt kontinuierliche Kornströmungsleitungen, die sich der Geometrie des Teils eng anpassen, wodurch die tragende Kapazität und Sicherheit von Teilen unter komplexen Lasten erheblich verbessert wird.

Gemeinsame Luft- und Raumfahrt -Aluminium -Legierungsklassen und deren Merkmale:2xxx-Serie (Al-Cu-Mg-System):

Typische Noten: 2014, 2024, 2618.

Eigenschaften: Hohe Stärke, hervorragende Ermüdungsleistung, gute Frakturzähigkeit. 2024 ist eine der am häufigsten verwendeten Noten. 2618 Legierung hält bei erhöhten Temperaturen eine gute Festigkeit bei.

Primärlegierungselemente: Kupfer (Cu), Magnesium (Mg), Mangan (MN).

7xxx-Serie (Al-Zn-Mg-Cu-System):

Typische Noten: 7050, 7075, 7475.

Eigenschaften: Ultrahohe Stärke, sehr hohe Ertragsfestigkeit, die stärksten Aluminiumlegierungen in Luft- und Raumfahrtanwendungen. 7050 und 7475 bieten eine bessere Frakturzähigkeit und Beständigkeit gegen Stresskorrosionsrisse (SCC) als 7075, während eine hohe Festigkeit aufrechterhalten wird.

Primärlegierungselemente: Zink (Zn), Magnesium (mg), Kupfer (Cu), Chrom (Cr) oder Zirkonium (ZR).

8xxx-Serie (Al-Li-System):

Typische Noten: 2099, 2195, 2050.

Eigenschaften: Luft- und Raumfahrtlegierungen der nächsten Generation mit geringerer Dichte und höherem Modul, wodurch die Verhältnisse über die Gewicht und die Steifheit zu Gewicht signifikant verbessert und gleichzeitig eine hervorragende Ermüdungsleistung und die Schadenstoleranz aufrechterhalten wird.

Primärlegierungselemente: Lithium (li), Kupfer (Cu), Magnesium (Mg), Zink (Zn).

Grundmaterial:

Aluminium (Al): Gleichgewicht

Kontrollierte Verunreinigungen:

Die strenge Kontrolle von Verunreinigungselementen wie Eisen (Fe) und Silizium (SI) wird beibehalten, um eine hohe metallurgische Sauberkeit zu gewährleisten, wodurch die Bildung schädlicher, grobe intermetallische Verbindungen verhindert wird, wodurch die mechanischen Eigenschaften und die Schadenstoleranz optimiert werden.

Herstellungsprozess (für Luft- und Raumfahrtgipfel): Der Produktionsprozess für Luft- und Raumfahrt -Würfel ist äußerst streng und komplex und erfordert eine genaue Kontrolle in jeder Phase, um die höchste Qualität und Zuverlässigkeit der Produkte zu gewährleisten und die strengen Standards der Luftfahrtindustrie zu erfüllen.

Auswahl und Zertifizierung der Rohstoffmaterial:

Schmiedensnoten der Luft- und Raumfahrtklasse werden ausgewählt. Alle Rohstoffe müssen mit einer vollständigen Rückverfolgbarkeitsdokumentation enthalten sein, einschließlich Wärmezahl, chemischer Zusammensetzung, interner Korngröße, Ultraschallinspektionsberichte usw.

Die strenge Analyse der chemischen Zusammensetzung sorgt für die Einhaltung der Luft- und Raumfahrtstandards wie AMS, MIL, BAC, ASTM.

Schneiden und Vorbehandlung:

Billets werden genau berechnet und gemäß der komplexen geometrischen Form und der endgültigen dimensionalen Anforderungen des Teils geschnitten. Eine Vorhitzebehandlung kann einbezogen werden, um die Plastizität der Billet zu optimieren.

Heizung:

Billets sind in fortschrittlichen Schmiedensöfen mit extrem hoher Temperaturgleichmäßigkeit genau erhitzt. Die Einheitlichkeit der Ofentemperatur muss den Standards der AMS 2750E Klasse 1 oder 2 entsprechen, um eine lokale Überhitzung oder Unterhitzung zu verhindern. Der Heizungsprozess wird häufig unter einer inerten Atmosphäre oder mit einem speziellen Beschichtungsschutz durchgeführt, um die Oxidation zu verringern.

Die Schmieden Formation:

Das Schmieden mit mehreren Passmotoren wird unter Verwendung großer hydraulischer Pressen oder Schmieden von Hämmern durchgeführt. Fortgeschrittene CAE -Simulationstechniken (z. B. Deform) werden im Design verwendet, um den Metallstrom genau vorherzusagen, um sicherzustellen, dass die Kornströmungsleitungen mit den Hauptspannungsrichtungen des Teils übereinstimmen, Falten, unvollständige Füllung oder Querkornströmung vermeiden.

Voraberziehung, Schmieden und Präzisionsschmieden: In der Regel beinhaltet komplexe Schritte der Vorabstufung (Vorbereitung eines rauen Leerzeichens), Fertighülle (feine Formung) und Präzisionsschmieden (hohe Genauigkeit, Nah-NET-Gestalt). Jeder Schritt steuert die Verformungsmenge, die Verformungsrate und die Temperatur ausschließlich, um die interne Struktur zu optimieren.

Trimmen und Schlagen:

Nach dem Schmieden wird überschüssiger um die Peripherie des Schmiedens entfernt. Für Teile mit inneren Hohlräumen oder Löchern können Stanzvorgänge erforderlich sein.

Wärmebehandlung:

Lösungswärmebehandlung: Mit präzise kontrollierter Temperatur und Zeit durchgeführt, um eine vollständige Auflösung von Legierungselementen zu gewährleisten. Temperaturgleichmäßigkeit (± 3 Grad) und die Ablagerungsübertragungszeit (typischerweise weniger als 15 Sekunden) sind kritisch.

Quenching: Schnelle Kühlung von der Lösungstemperatur, typischerweise durch Wasserlöschung oder Polymerlöschung. Bei großgrößten oder komplexförmigen Teilen kann Stepped Quenching oder verzögertes Löschen verwendet werden, um die Restspannung oder Verzerrung zu verringern.

Alterungsbehandlung: Einstufige oder mehrstufige künstliche Alterung wird gemäß den Anforderungen der Legierung der Note und der endgültigen Leistungsleistung durchgeführt.

T6 Temperament: Bietet maximale Stärke.

T73/T7351/T7451/T7651 Tempel: Für die 7xxx -Serie wird Überupung verwendet, um die Resistenz gegen Spannungskorrosionsrisse (SCC) und die Peeling -Korrosion zu verbessern, was eine obligatorische Anforderung für Luft- und Raumfahrtanwendungen darstellt.

Stressabbau:

Nach der Wärmebehandlung werden die Schmiedetypen typischerweise einer Zug- oder Kompressionsspannung (z. B. TXX51 -Serie) ausgesetzt, um die Quenching -Restspannung signifikant zu verringern, die nachfolgende Bearbeitungsverzerrung zu minimieren und die dimensionale Stabilität zu verbessern.

Finishing & Inspektion:

Entgraben, Schusswende (verbessert die Ermüdungsleistung der Oberflächen), die Überprüfungen der Oberflächenqualität, die dimensionale Inspektion.

Es werden umfassende, zerstörerte Tests und mechanische Eigenschaftstests durchgeführt, um sicherzustellen, dass das Produkt den Luft- und Raumfahrtstandards entspricht.

 

 

 

2. Mechanische Eigenschaften von Aluminiumlegierungs -Luftfahrt -Schmiedeteilen

 

Die mechanischen Eigenschaften von Aluminiumlegierungs -Luftfahrt -Schmiedeteilen sind entscheidend zu ihrer weit verbreiteten Verwendung in der Luft- und Raumfahrtindustrie. Diese Eigenschaften haben strenge bestimmte Werte in Längsschnitt- (L), Quer- (LT )- und Kurztransverse (ST) -Richtungen, um eine effektive Kontrolle der Anisotropie zu gewährleisten.

 

Eigenschaftstyp

2024- T351 Typischer Wert

7050- T7451 Typischer Wert

7075- T7351 Typischer Wert

2050- T851 Typischer Wert

Testrichtung

Standard

Ultimative Zugfestigkeit (UTS)

440-480 MPA

500-540 MPA

480-520 MPA

550-590 MPA

L/lt/st

ASTM B557

Ertragsfestigkeit (0. 2% ys)

300-330 MPA

450-490 MPA

410-450 MPA

510-550 MPA

L/lt/st

ASTM B557

Dehnung (2 Zoll)

10-18%

8-14%

10-15%

8-12%

L/lt/st

ASTM B557

Brinell Härte

120-135 Hb

145-160 Hb

135-150 Hb

165-180 Hb

N/A

ASTM E10

Ermüdungsstärke (10⁷ Zyklen)

140-160 MPA

150-180 MPA

140-170 MPA

170-200 MPA

N/A

ASTM E466

Frakturzähigkeit K1C

30-40 mpa√m

35-45 mpa√m

28-35 mpa√m

30-40 mpa√m

N/A

ASTM E399

Scherfestigkeit

270-300 MPA

300-330 MPA

280-310 MPA

320-350 MPA

N/A

ASTM B769

Young's Modul

73.1 GPA

71 GPA

71 GPA

74,5 GPA

N/A

ASTM E111

 

Einheitlichkeit der Eigenschaft und Anisotropie:

Luft- und Raumfahrt -Würfel haben strenge Anforderungen an Einheitlichkeit und Anisotropie von Immobilien. Durch fortschrittliche Schmiedensprozesse und die Designer kann der Getreidefluss genau kontrolliert werden, um optimale Eigenschaften in kritischen Belastungsrichtungen zu erreichen.

Luft- und Raumfahrtstandards setzen in der Regel eindeutige minimale garantierte Werte für mechanische Eigenschaften in LT-, LT- und ST -Richtungen ein, um sicherzustellen, dass das Teil in allen Orientierungen eine ausreichende Stärke und Zähigkeit aufweist.

 

 

 

3.. Mikrostruktureigenschaften

 

Die Mikrostruktur von Aluminiumlegierungen der Luft- und Raumfahrt -Schmiedeturungen ist die grundlegende Garantie für ihre hohe Stärke, Zähigkeit, Ermüdungsleistung und Schadenstoleranz.

Wichtige mikrostrukturelle Merkmale:

Raffinierte, einheitliche und dichte Kornstruktur:

Der Schmiedeprozess bricht vollständig grobe As-Cast-Körner ab, bildet feine, gleichmäßige und dichte umkristallisierte Körner und beseitigt Gussfehlern wie Porosität und Schrumpfung. Die durchschnittliche Korngröße wird normalerweise innerhalb eines bestimmten Bereichs streng gesteuert, um die mechanischen Eigenschaften der Gesamt -Eigenschaften zu optimieren.

Dispersoids, die durch Legierungselemente wie CR, Mn und Zr (in einigen Klassen) gebildet werden, stecken die Korngrenzen effektiv und hemmen übermäßiges Kornwachstum und Rekristallisation.

Kontinuierlicher Getreidefluss, der der Teilform sehr entspricht:

Dies ist der Kernvorteil von Aerospace -Diegiettungen. Wenn das Metall plastisch innerhalb der Würfelhöhle fließt, sind seine Körner länglich und bilden kontinuierliche faserige Strömungslinien, die sich den komplexen externen und inneren Strukturen des Teils eng anpassen.

Diese Kornströmungsausrichtung mit der primären Spannungsrichtung des Teils unter tatsächlichen Betriebsbedingungen überträgt effektiv Lasten und verbessert die Ermüdungsleistung des Teils signifikant, die Aufprallzähigkeit, die Frakturzähigkeit und die Stresskorrosionsrisswiderstand in kritischen Bereichen (z. B. Ecken, Verbindungslöcher, variierende Querabschnitte).

Präzise Kontrolle der Stärkung der Phasen (Niederschläge):

Nach Lösungswärmebehandlung und mehrstufiger Alterung schließen sich die Stärkung der Phasen (z. B. Al₂cumg, mgzn₂) in der Aluminiummatrix mit optimaler Größe, Morphologie und Verteilung gleichmäßig aus.

Für die 7xxx -Serie zielen alternde Behandlungen (z. B. T73, T74, T76 Tempern) darauf ab, die Korrosionskorrosionsrisse (SCC) effektiv zu verbessern, und die Korrosionsbeständigkeit des Peelings durch Kontrolle der Art der Niederschläge und der Morphologie von Korngrenzen (Verkohlung, Diskontinuität) selbst bei der Belastung einer Spitzenkraft.

Hohe metallurgische Sauberkeit:

Die strenge Kontrolle von Verunreinigungselementen wie Eisen (Fe) und Silizium (SI) vermeidet die Bildung von groben, spröden intermetallischen Verbindungen, wodurch die Zähigkeit, Ermüdungslebensdauer des Materials und die Toleranz des Materials gewährleistet werden. Luft- und Raumfahrtmützungen erfordern in der Regel extrem geringe Maßstäbe an nicht-metallischen Einschlüssen.

 

 

 

4. Dimensionale Spezifikationen und Toleranzen

 

Aluminiumlegierungen der Luft- und Raumfahrt -Schmiedung erfordern normalerweise hohe Genauigkeit und strenge dimensionale Toleranzen, um die nachfolgende Bearbeitung zu minimieren und Kosten und Vorlaufzeiten zu senken.

 

Parameter

Typischer Größenbereich

Luft- und Raumfahrt -Schmieden -Toleranz (z. B. AMS 2770)

Präzisionsbearbeitungstoleranz

Testmethode

MAX -Hüllkurve Dimension

100 - 3000 mm

± 0. 5% oder ± 1,5 mm

± {{0}}. {{1} ± 0,2 mm

CMM/Laser -Scan

Min -Wandstärke

3 - 100 mm

± 0. 8 mm

± {{0}}. {{1} ± 0,3 mm

CMM/Dicke

Gewichtsbereich

0. 1 - 500 kg

±3%

N/A

Elektronische Skala

Oberflächenrauheit (geschmiedet)

Ra 6. 3 - 25 μm

N/A

Ra 0. 8 - 6. 3 μm

Profilometer

Ebenheit

N/A

0. 25 mm/100mm

0. 05 mm/100mm

Flachnessanzeige/CMM

Senkrechte

N/A

0. 25 Grad

0. 05 Grad

Winkelmesser/CMM

 

Anpassungsfähigkeit:

Aerospace -Diegutungen werden in der Regel hochmobil, entworfen und hergestellt basierend auf 3D -Modellen (CAD -Dateien) und detaillierten technischen Zeichnungen, die von Flugzeugherstellern bereitgestellt werden.

Die Hersteller besitzen volle Fähigkeiten, die aus dem Design, Schmieden, Wärmebehandlung, Stressabbau bis hin zur endgültigen Präzisionsbearbeitung und Oberflächenbehandlung.

 

 

 

5. Temperaturbezeichnungen und Wärmebehandlungsoptionen

 

Die Eigenschaften von Luft- und Raumfahrt -Aluminiumlegierungen hängen vollständig von einer präzisen Wärmebehandlung ab. Luft- und Raumfahrtstandards haben äußerst strenge Vorschriften für den Wärmebehandlungsprozess.

 

Temperaturcode

Prozessbeschreibung

Typische Anwendungen

Schlüsselmerkmale

O

Voll geglüht, weich

Zwischenzustand vor weiterer Verarbeitung

Maximale Duktilität, einfach für Kaltarbeit

T3/T351

Lösungswärme behandelt, kalt bearbeitet, natürlich gealtert, gestreckte Stressberatung

2xxx -Serie, hohe Festigkeit, hohe Schadenstoleranz

Hohe Stärke, gute Zähigkeit, reduzierter Reststress

T4

Lösungswärme behandelt, dann natürlich gealtert

Anwendungen, die keine maximale Stärke erfordern, gute Duktilität

Mäßige Festigkeit, die für Teile verwendet wird, die eine hohe Formbarkeit erfordern

T6/T651

Lösungswärme behandelt, künstlich gealtert, gestreckte stressgereichte

6xxx -Serie Allgemeine hohe Stärke, 7xxx -Serie höchste Stärke (aber sccempfindlich)

Hohe Festigkeit, hohe Härte, niedriger Reststress

T73/T7351

Lösungswärme behandelt, übersagter, gestreckter stressgereicherer

7xxx -Serie, hoher SCC -Widerstand, hohe Schadenstoleranz

Hohe Festigkeit, optimale SCC -Resistenz, niedriger Restspannung

T74/T7451

Lösungswärme behandelt, übersagter, gestreckter stressgereicherer

7xxx -Serie, besserer SCC -Widerstand als T6, niedriger als T73, höhere Festigkeit als T73

Guter SCC- und Peeling -Widerstand, hohe Festigkeit

T76/T7651

Lösungswärme behandelt, übersagter, gestreckter stressgereicherer

7xxx -Serie, besserer Peeling -Widerstand als T73, mittelschwerer SCC -Widerstand

Gute Peelingresistenz, hohe Festigkeit

T8/T851

Lösungswärme behandelt, kalt bearbeitet, künstlich gealtert, gestreckte Stressberatung

2xxx-Serie Li-Alloys, höchste Stärke und Modul

Endfestigkeit und Steifheit, geringer Reststress

Anleitung zur Temperaturauswahl:

2xxx -Serie: Häufig in T351 (z. B. 2024) oder T851 (z. B. 2050, 2099) ausgewählt, um eine hervorragende Ermüdungsleistung und Schadenstoleranz zu erzielen.

7xxx -Serie: Abhängig von den Anforderungen an Spannungskorrosionsrisse (SCC) und Peeling-Korrosion werden T7351, T7451- oder T7651-Gemüter ausgewählt, wodurch eine gewisse Spitzenfestigkeit geopfert wird, um eine langfristige Zuverlässigkeit zu gewährleisten. 7075 im T6-Temperament wird selten direkt für primäre Luft- und Raumfahrtstrukturen verwendet.

 

 

 

6. Merkmale für Bearbeitung und Herstellung

 

Luft- und Raumfahrt Aluminiumlegierung Die Schmiedungen erfordern normalerweise eine umfassende Präzisionsbearbeitung, um die komplexen Geometrien und die hohe dimensionale Genauigkeit des letzten Teils zu erreichen.

 

Betrieb

Werkzeugmaterial

Empfohlene Parameter

Kommentare

Drehen

Carbide, PCD -Tools

Vc {{0}} m/min, f =0. 1-1. 0 mm/rev

Hohe Geschwindigkeit, hohe Futtermittel, ausreichende Kühlung, Anti-Built-Up-Kante

Mahlen

Carbide, PCD -Tools

Vc =300-1500 m/min, fz =0. 08-0. 5 mm

Hochgeschwindigkeits-Spindel, hochrangige Maschine, Aufmerksamkeit für die Chip-Evakuierung, multi-achse-Bearbeitung

Bohren

Carbid, beschichtetes HSS

Vc =50-200 m/min, f =0. 05-0. 3 mm/rev

Dedizierte Bohrer, durchkühltes bevorzugte, strenge Lochtoleranz

Tippen

HSS-E-PM

Vc =10-30 m/min

Qualitätsschneidflüssigkeit, verhindert das Riss der Gewinde, eine hohe dimensionale Genauigkeit erforderlich

Schweißen

Fusionsschweißen nicht empfohlen

2xxx/7xxx -Serie haben eine schlechte Schweißbarkeit der Fusion, anfällig für Risse und Festigkeitsverlust

Luft- und Raumfahrtteile priorisieren mechanische Verbindung oder FSW; Reparaturschweißen der Behandlung nach der Hitze ist selten

Oberflächenbehandlung

Anodisierung, Konversionsbeschichtung, Schussgefühle

Anodisierung (Schwefel/Chromsäure), geeignet für Korrosionsschutz und Beschichtungsadhäsion

Das Schusspening verbessert die Ermüdungslebensdauer, vielfältige Beschichtungssysteme

 

Herstellung Guidance:

Verarbeitbarkeit: Luft- und Raumfahrt-Aluminium-Legierungs-Schmiedungen haben im Allgemeinen eine gute Bearbeitbarkeit, aber hochfeste Noten (z. B. 7xxx, 8xxx-Serie) erfordern höhere Schnittkräfte, fordern maximale Werkzeuge mit hoher Rigidität und spezialisierte Schneidwerkzeuge. Die multi-achse-Bearbeitung ist häufig.

Reststressmanagement: Schmiedetaten, insbesondere nach dem Löschen, haben interne Restbelastungen. Luft- und Raumfahrtteile verwenden häufig das TXX51-Temperament (Zugspannungstemperatur). Während der Bearbeitung sollten Strategien wie symmetrisches Schneiden und Schichtschneiden angewendet werden, und die Berücksichtigung der rauen Bearbeitung nach Wärmebehandlung, dann der Spannungsablösung, gefolgt von Präzisionsbearbeitung.

Schweißbarkeit: Traditionelles Fusionsschweißen wird selten für primäre Luft- und Raumfahrt-tragende Aluminiumlegierungskomponenten verwendet. Sie verlassen sich in erster Linie auf mechanische Verbindungen (z. B. Hi-Lok-Verschlüsse, Nieten) oder Festkörperschweißen (z.

Qualitätskontrolle: Strenge In-Prozess- und Offline-Inspektion von Abmessungen, geometrischen Toleranzen, Oberflächenrauheit und Defekte während der Bearbeitung.

 

 

7. Korrosionsbeständigkeits- und Schutzsysteme

 

Die Korrosionsresistenz von Luft- und Raumfahrt -Aluminiumlegierungen ist einer ihrer kritischen Leistungsindikatoren, insbesondere angesichts ihrer Resistenz gegen Stresskorrosionsrisse (SCC) und Peeling -Korrosion in verschiedenen Umgebungen.

 

Korrosionstyp

2xxx -Serie (T351)

7075 (T6)

7075 (T7351)

2050 (T851)

Schutzsystem

Atmosphärische Korrosion

Gut

Gut

Exzellent

Gut

Anodisierung oder keinen besonderen Schutz benötigt

Meerwasserkorrosion

Mäßig

Mäßig

Gut

Mäßig

Anodierende, Hochleistungsbeschichtungen, galvanische Isolation

Spannungskorrosionsrisse (SCC)

Mäßig empfindlich

Hochempfindlich

Sehr geringe Empfindlichkeit

Sehr geringe Empfindlichkeit

Wählen Sie T7351/T851 Temperament oder kathodischer Schutz

Peeling -Korrosion

Sehr geringe Empfindlichkeit

Mäßig empfindlich

Sehr geringe Empfindlichkeit

Sehr geringe Empfindlichkeit

Wählen Sie spezifische Temperaturen, Oberflächenbeschichtung aus

Intergranulare Korrosion

Sehr geringe Empfindlichkeit

Mäßig empfindlich

Sehr geringe Empfindlichkeit

Sehr geringe Empfindlichkeit

Wärmebehandlungskontrolle

 

Korrosionsschutzstrategien:

Legierung und Temperaturauswahl: In der Luft- und Raumfahrt, für hochfeste Aluminiumlegierungen, übertragenen Tempern (z.

Oberflächenbehandlung:

Anodisierung: Die häufigste und effektivste Schutzmethode, die einen dichten Oxidfilm auf der Schmiedeoberfläche bildet und Korrosion und Verschleißfestigkeit verbessert. Chromsäure -Anodisierung (CAA) oder Schwefelsäure -Anodisierung (SAA) werden häufig verwendet, gefolgt von Versiegelung.

Chemische Umwandlungsbeschichtungen: Servieren Sie als gute Primer für Farben oder Klebstoffe und bieten zusätzlichen Korrosionsschutz.

Hochleistungsbeschichtungssysteme: Epoxid, Polyurethan oder andere Hochleistungs-Korrosionsbeschichtungen werden in bestimmten oder harten Umgebungen aufgetragen.

Galvanisches Korrosionsmanagement: Bei Kontakt mit inkompatiblen Metallen müssen strenge Isolationsmaßnahmen (z. B. nicht leitende Dichtungen, Isolierbeschichtungen, Dichtungsmittel) eingenommen werden, um galvanische Korrosion zu verhindern.

 

 

 

8. Physikalische Eigenschaften für das technische Design

 

Die physikalischen Eigenschaften von Aluminiumlegierungen der Luft- und Raumfahrt -Würfel sind kritische Eingabedaten im Flugzeugdesign, die das strukturelle Gewicht, die Leistung und die Sicherheit des Flugzeugs beeinflussen.

 

Eigentum

2024- T351 Wert

7050- T7451 Wert

7075- T7351 Wert

2050- T851 Wert

Entwurfsprüfung

Dichte

2,78 g/cm³

2,80 g/cm³

2,81 g/cm³

2,68 g/cm³

Leichtes Design, Schwerkraftkontrolle

Schmelzbereich

500-638 Grad

477-635 Grad

477-635 Grad

505-645 Grad

Wärmebehandlung und Schweißfenster

Wärmeleitfähigkeit

121 W/m·K

130 W/m·K

130 W/m·K

145 W/m·K

Wärmemanagement, Wärmeableitungsdesign

Elektrische Leitfähigkeit

30% IACs

33% IACs

33% IACs

38% IACs

Elektrische Leitfähigkeit, Blitzschlagschutz

Spezifische Wärme

900 J/kg · k

960 J/kg · k

960 J/kg · k

920 J/kg · k

Thermische Trägheit, Berechnung der thermischen Schockreaktion

Wärmeausdehnung (CTE)

23.2 ×10⁻⁶/K

23.6 ×10⁻⁶/K

23.6 ×10⁻⁶/K

22.0 ×10⁻⁶/K

Dimensionale Änderungen aufgrund von Temperaturschwankungen, Verbindungsdesign

Young's Modul

73.1 GPA

71 GPA

71 GPA

74,5 GPA

Struktursteifigkeit, Deformation und Vibrationsanalyse

Poissons Verhältnis

0.33

0.33

0.33

0.33

Strukturanalyseparameter

Dämpfungskapazität

Niedrig

Niedrig

Niedrig

Niedrig

Vibration und Rauschkontrolle

 

Konstruktionsüberlegungen:

Ultimative Stärke zu Gewicht und Steifheit zu Gewicht: Luft- und Raumfahrt-Aluminium-Schmiedungen sind von zentraler Bedeutung für das Erreichen von Flugzeugen und hohen strukturellen Effizienz, wobei die Li-Alloys (8xxx-Serien) diesbezüglich hervorragende Leistungen erbringen.

Schadenstoleranzdesign: Über Stärke hinaus priorisieren die Luft- und Raumfahrtteile die Schadenstoleranz und die Ermüdungsleistung und müssen die Materialien selbst bei vorhandenen Mängel sicher abschneiden. Die feinen Körner und der kontinuierliche Getreidefluss von Schmiedungen sind dafür von entscheidender Bedeutung.

Betriebstemperaturbereich: Luft- und Raumfahrt -Aluminiumlegierungen sind nicht stark temperaturbeständig und beschränkt sich typischerweise auf Betriebstemperaturen unter 120-150 Grad. Bei höherer Temperaturanwendungen müssen Titanlegierungen oder Verbundwerkstoffe berücksichtigt werden.

Fertigungskomplexität: Luft- und Raumfahrtvergeistungen haben komplexe Formen, die extrem hohe Anforderungen an die Design- und Herstellungsprozesse erfordern und häufig mehrere Schmiedenspässe und Präzisionsbearbeitung beinhalten.

 

 

 

9. Qualitätssicherung und Tests

 

Qualitätssicherung und Prüfung von Aluminiumlegierungen der Luft- und Raumfahrt -Schmiedelemente sind Kernelemente der Sicherheit der Luftfahrtindustrie und müssen die strengsten Branchenstandards und Kundenspezifikationen einhalten.

Standard -Testverfahren:

Voller Lebenszyklus -Rückverfolgbarkeit: Jede Stufe von der Rohstoffbeschaffung bis zur endgültigen Lieferung muss detaillierte Datensätze und nachführbare Dokumentationen enthalten, einschließlich Wärmenummer, Produktionsdatum, Prozessparameter, Testergebnisse usw.

Rohstoffzertifizierung:

Chemische Zusammensetzungsanalyse (optisches Emissionsspektrometer, ICP), um die Einhaltung von AMS-, MIL-, BAC- und anderen Luft- und Raumfahrtmaterialspezifikationen zu gewährleisten.

Interne Defektinspektion: 100% Ultraschalltests (UT), um sicherzustellen, dass Billets frei von Gussfehlern und Einschlüssen sind.

Schmiedeprozessüberwachung:

Echtzeitüberwachung und Aufzeichnung von Ofentemperatur, Schmiedenstemperatur, Druck, Verformungsmenge, Verformungsrate, Würfeltemperatur und anderen Parametern.

In-Process/Offline-Zufallsprüfung der Schmiedensform und -abmessungen, um die Einhaltung der Vorab- und Fertigstellungsanforderungen zu gewährleisten.

Überwachung des Wärmebehandlungsprozesses:

Genauige Kontrollsteuerung und Aufzeichnung der Ofentemperatur Gleichmäßigkeit (Einhaltung der AMS 2750E -Klasse 1), der Temperatur und der Agitationsintensität der Medien, der Quenchtransferzeit und anderen Parametern.

Kontinuierliche Aufzeichnung und Analyse von Temperatur-/Zeitkurven.

Analyse der chemischen Zusammensetzung:

Überprüfung der chemischen Zusammensetzung der Batch-Zusammensetzung der endgültigen Schmieden.

Mechanische Eigenschaftstests:

Zugprüfung: Proben, die in L, LT und ST -Anweisungen entnommen wurden, streng auf UTS, YS, EL gemäß den Standards getestet, um sicherzustellen, dass die minimalen garantierten Werte erfüllt werden.

Härteprüfung: Mehrpunktmessungen zur Bewertung der Gleichmäßigkeit und zur Korrelation mit Zugeigenschaften.

Impact -Test: Charpy V-Notch-Impact-Test bei Bedarf.

Fraktur -Zähigkeitstests: K1C- oder JIC -Test auf kritische Komponenten, ein Schlüsselparameter für die Toleranzdesign von Luft- und Raumfahrtschaden.

SCC -Tests (Stresskorrosionsrisse):

Alle Aerospace Forgings (außer T6) der Aerospace-Serie 7xxx und der 8xxx-Serie sind obligatorisch einer SCC-Sensitivitätstest (z. B. C-Ring-Test, ASTM G38/G39), um sicherzustellen, dass bei bestimmten Spannungsniveaus keine SCC auftritt.

Zerstörungsfreie Tests (NDT):

Ultraschalltests (UT): 100% interne Defektinspektion für alle kritischen tragenden Schmieden (gemäß AMS 2154 Standard, Klasse AA oder Klasse A), um keine Porosität, Einschlüsse, Delaminationen, Risse usw. sicherzustellen, usw.

Durchdringungstest (PT): 100% Oberflächeninspektion (gemäß AMS 2644 Standard), um oberflächliche Defekte zu erkennen.

Wirbelstromtests (ET): Erkennt Oberflächen- und nahezu Oberflächenfehler sowie materielle Gleichmäßigkeit.

Röntgenuntersuchungen (RT): Röntgen- oder Gammastray-Inspektion für bestimmte Bereiche.

Mikrostrukturanalyse:

Metallographische Untersuchung zur Bewertung der Korngröße, der Korndurchflusskontinuität, des Umkristallisationsgrades, zur Ausfällung von Morphologie und Verteilung, insbesondere Merkmalen von Korngrenzen, die die Einhaltung der Luft- und Raumfahrtstandards für die Mikrostruktur feststellen.

Dimensions- und Oberflächenqualitätsprüfung:

Präzise 3D -dimensionale Messung unter Verwendung von Koordinatenmessmaschinen (CMM) oder Laserscanning, um die dimensionale Genauigkeit und geometrische Toleranzen komplexer Formen zu gewährleisten.

Oberflächenrauheit, visuelle Defektinspektion.

Standards und Zertifizierungen:

Hersteller müssen AS9100 (Aerospace Quality Management System) zertifiziert sein.

Produkte müssen strenge Luft- und Raumfahrtstandards wie AMS (Luft- und Raumfahrtmaterialspezifikationen), MIL (militärische Spezifikationen), BAC (Boeing Aircraft Company), Airbus, SAE Aerospace Standards, ASTM usw. entsprechen.

EN 10204 Typ 3.1 oder 3.2 Materialtestberichte können bereitgestellt werden, und eine unabhängige Zertifizierung von Drittanbietern kann auf Kundenanfrage arrangiert werden.

 

 

 

10. Anwendungen und Entwurfsüberlegungen

 

Aluminiumlegierungen der Luft- und Raumfahrt -Würfel sind unverzichtbare Komponenten in Flugzeugstrukturen aufgrund ihrer beispiellosen Kombination aus Leistung, die in Teilen mit ultimativen Anforderungen an Kraft, Gewicht, Zuverlässigkeit und Sicherheit häufig verwendet wird.

Primäre Anwendungsbereiche:

Flugzeugrumpfstruktur: Schotte, Stringerverbindungen, Hautschmelse, Kabinen-Türrahmen, Fensterrahmen und andere primäre tragende Strukturen.

Flügelstruktur: Rippen, Spar -Ausstattungen, Klappenspuren, Querruderkomponenten, Pylonbefestigungen.

Fahrradsystem: Hauptfahrwerkstreben, Verknüpfungen, Radnaben, Bremskomponenten und andere kritische Hochlastenteile.

Motorkomponenten: Motorhalterungen, Kleiderbügel, Lüfterblattwurzeln (bestimmte Modelle), Kompressorscheiben (frühe Designs).

Hubschrauberkomponenten: Rotorkopfkomponenten, Getriebegehäuse, Verbindungsstäbe.

Waffensysteme: Raketenkörperstrukturen, Launcher -Komponenten, Präzisionsinstrumentenklammern.

Satelliten und Raumschiffe: Strukturrahmen, Anschlüsse.

Designvorteile:

Ultimative Stärke zu Gewicht und Steifheit zu Gewicht: Direkt zur Gewichtsreduzierung von Flugzeugen, zur erhöhten Nutzlast und zur Kraftstoffeffizienz beitragen.

Hohe Zuverlässigkeit und Sicherheit: Der Schmiedeprozess beseitigt Gussfehler und bietet eine hervorragende Lebensdauer der Müdigkeit, Frakturzähigkeit und Stresskorrosionsrisswiderstand und erfüllt die strenge Schadenstoleranz und die Lufttüchtigkeit der Luft- und Raumfahrtindustrie.

Integration komplexer Formen: Die Schmiede kann nahezu netzförmige komplexe Geometrien erzeugen, wobei mehrere Funktionen integriert werden und die Kosten für die Teilzahl und die Montagekosten gesenkt werden.

Hervorragende Ermüdungsleistung: Entscheidend für Komponenten, die wiederholten Lasten in Flugzeugen ausgesetzt sind.

Entwurfsbeschränkungen:

Hohe Kosten: Rohstoffkosten, die Kosten für die Entwicklung der Entwicklung und die Kosten für Präzisionsbearbeitungen sind relativ hoch.

Vorlaufzeit der Fertigung: Die Schmiedens- und Wärmebehandlungszyklen für das Design, die Herstellung und das mehrpassende Zyklen für komplexe Luft- und Raumfahrt können langwierig sein.

Größenbeschränkungen: Schmiedeabmessungen sind durch die Tonnage der Schmiedegeräte begrenzt.

Schlechte Schweißbarkeit: Herkömmliche Verschiebungsschweißmethoden werden im Allgemeinen nicht für primäre Luft- und Raumfahrtstrukturen verwendet.

Hochtemperaturleistung: Aluminiumlegierungen stehen im Allgemeinen nicht hohen Temperaturen, wobei die Betriebstemperaturen unter 120-150 Grad begrenzt sind.

Wirtschafts- und Nachhaltigkeitsüberlegungen:

Gesamtlebenszykluswert: Obwohl die anfänglichen Kosten hoch sind, bieten die Schmied der Luft- und Raumfahrtmediens erhebliche wirtschaftliche Vorteile gegenüber ihrem gesamten Lebenszyklus, indem sie die Flugzeugleistung, die Sicherheit, die Lebensdauer der Lebensdauer und die geringeren Wartungskosten verbessert.

Effizienz der Materialnutzung: Fortgeschrittene Nah-NET-Forging-Schmiedetechnologie und Präzisionsbearbeitung minimieren Materialabfälle.

Umweltfreundlichkeit: Aluminiumlegierungen sind sehr recycelbar und entsprechen den Anforderungen der Luft- und Raumfahrtindustrie an Nachhaltigkeit.

Verbesserte Sicherheit: Die überlegene Leistung von Schmiedungen erhöht die Flugsicherheit direkt und repräsentiert ihren höchsten Wert.

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