航空用アルミニウム合金新素材、新装備
アルミニウム、マグネシウム、チタンなど密度が小さい金属は通常軽金属と呼ばれ、対応するアルミニウム合金、マグネシウム合金、チタン合金は軽合金と呼ばれる。軽合金の特別な優れた特性と発展の可能性により、世界はますますその研究、開発、応用に注目しています。
航空アルミ合金とは？
航空宇宙用アルミニウムは超高強度変形アルミニウム合金で、航空産業で広く使用されています。通常のアルミニウム合金に比べて、航空機に使用されるアルミニウム合金は強度、硬度、靭性、耐疲労性、塑性に対する要求が高い。航空用アルミニウム合金は、優れた機械的特性と加工特性を有し、150℃（またはそれ以上）で高い強度と良好な靭性を有し、航空構造材料として理想的です。
航空アルミニウム合金の最も顕著な特徴は、変形熱処理によって強度を向上させることができることである。変形熱処理とは、塑性変形時の変形強化と熱処理時の相変化強化を組み合わせて、成形プロセスと成形特性を一体化させる総合的な処理である。
航空合金の塑性変形過程では、結晶中の欠陥密度が増加し、この欠陥が材料の組織変化を引き起こす。航空アルミ合金の塑性変形過程では、動的回復、動的再結晶、亜動的再結晶、静的再結晶、静的回復などの結晶組織の変化が起こる。これらの結晶構造の変化が適切に制御されれば、材料の機械的特性は大幅に改善され、材料の耐用年数が向上します。
航空用アルミニウム合金の分類
アルミニウム合金の分類方法には多くの種類があり、変形アルミニウム合金と鋳造アルミニウム合金に分けることができます。変形アルミニウム合金は圧力加工に耐えることができ、様々な形状、仕様のアルミニウム合金に加工することができ、主に航空機器の製造に使用されます。
変形アルミニウム合金は非熱処理強化アルミニウム合金と熱処理強化アルミニウム合金に分けられます。非熱処理強化アルミニウム合金の機械的特性は熱処理によって改善することができず、冷間加工変形によってのみ強化することができます。主に高純度アルミニウム、工業用高純度アルミニウム、工業用純アルミニウム、アンチトラストアルミニウムなどが含まれます。熱処理可能な強化アルミニウム合金は、焼入れと時効処理によって機械的特性を向上させることができます。硬質アルミニウム、鍛造アルミニウム、超硬質アルミニウム、特殊アルミニウム合金に分けられます。
航空アルミニウム合金の応用
実験データによると、宇宙船の重量が1kg減るごとに、打ち上げコストが約2万ドル削減されます。戦闘機の重量が15％減れば、飛行距離は15％短縮でき、航続距離は20％伸び、ペイロードは30％増加する。そのため、世界は航空宇宙用の軽量構造材料の研究開発を非常に重視している。
航空用アルミニウム合金は、密度が小さく、強度が適度で、加工・成形が容易で、耐食性が強く、資源が豊富で、リサイクル性に優れるなど、その独自の利点により、航空・宇宙分野で広く使用されている。
航空機の表皮、梁、リブ、桁、スペーサー、着陸装置などはアルミニウムで作ることができ、アルミニウムの使用量は航空機によって異なる。アルミニウム合金は価格が安いため、経済性を重視する民間航空機に広く使用されている。例えば、ボーイング767型機に使用されているアルミニウム合金は、機体重量の約81％を占めています。航空用アルミニウム合金の中には、極低温特性に優れ、液体水素や酸素の環境でも機能するものがあり、液体ロケットの材料として理想的です。例えば、アポロ宇宙船を打ち上げたキャリアロケット「サターン5」の燃料タンク、酸化剤タンク、タンク間部分、段間部分、尾翼部分、計器カプセルは、すべて航空アルミニウム合金製です。
現在、民間航空機に使用されている主なアルミニウム合金材料は、アルミニウム合金鋳造品、アルミニウム合金鍛造品、大断面アルミニウム合金押出形材、アルミニウム合金厚板、アルミニウムリチウム合金です。いくつかの主要な種類のアルミニウム合金の主な用途は以下の通りです。
結論
2024航空アルミニウムは航空機構造部品に使用され、2048航空アルミニウム合金は主に航空宇宙構造部品と兵器構造部品の製造に使用され、2218は主に航空機エンジンとディーゼルエンジンピストン、航空機エンジンシリンダーヘッド、ジェットエンジンインペラ、コンプレッサーリングに使用され、2219は航空宇宙ロケット溶接酸化剤タンク、超音速航空機スキン、構造部品に使用されます。
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