铝与不锈钢:航空航天两方面的优势

2021年4月29日不锈钢篮子航空航天

aviation-blade-vane-basket铝曾经是航空航天工业不可或缺的材料,现在只占大约一半的份额20%的飞机部件今天在喷气式飞机上。自那以后,其他材料取代了它,优越的性能和对更轻飞机的渴望等因素成为更换的理由。

虽然复合材料和碳增强聚合物很轻,有助于减轻飞机的重量,但对耐腐蚀和耐久金属的需求很重要。其结果是不锈钢零件在航空航天工业中的使用显著增加。不锈钢零件在飞机和航空航天制造业中的使用比以往任何时候都要多。

快速链接

铝与不锈钢:它们有何不同?

虽然铝是一种较轻的材料,但不锈钢比铝具有更高的抗拉强度、熔点和剪切模量。下面是一个快速比较表:

机械性能 304不锈钢 316不锈钢
极限抗拉强度 310mpa (45000 psi) 50mpa (73,200 psi) 5mpa (84,100 psi)
重量 2.7克/立方厘米 8克/立方厘米 8克/立方厘米
剪切模量 26 GPa (3770 ksi) 86 GPa (12,500 ksi) 82 GPa (11,893 ksi)
熔点 582 - 652˚C(1080 - 1205˚F) 1400 - 1455˚C(2550 - 2650˚F) 1370 - 1400˚C(2500 - 2550˚F)

为什么铝被用于飞机和航空?

1903年,莱特兄弟用铝制曲轴箱发动机建造了他们的木结构双翼飞机,并让飞机运转起来。到第一次世界大战时,轻质铝在飞机设计和开发中至关重要,而在第二次世界大战期间,铝的产量飙升。在1940年至1945年间,美国制造了惊人的29.6万架飞机,其中一半以上主要是用铝制造的。

虽然铝在航空中现在不那么受欢迎了,只是用来弥补20%的飞机部件在普通飞机上,由于其轻量化的特性,它的使用仍在继续。由于其高延展性,也很容易加工和加工。虽然铝本身的强度相当高,但可以通过添加额外的金属,如铜,并通过冷或热处理进一步增强。与其他金属相比,铝也相对便宜,因为它是一种原子元素。

今天,你仍然可以在机身、翼板、方向舵、排气管、门和地板、座椅、发动机涡轮和驾驶舱仪表中发现铝合金。流行的铝基合金包括铝合金7075、7475-02和6061,因为它们重量轻,导电性高。

为什么钢铁被用于飞机和航空?

不锈钢在1930年左右开始广泛的商业应用,被一些人认为是想知道金属这是因为,尽管不锈钢比普通碳素钢和合金钢贵得多,但它们在飞机排气系统和涡轮增压器(由飞机发动机的热废气驱动的涡轮压缩机)等应用中效率要高得多。

当然,不锈钢似乎是航空的一个令人惊讶的选择。毕竟,它比铝要重,而且飞机一般都尽量轻一些。尽管如此,不锈钢有几个优点在铝。不锈钢具有很强的抗腐蚀能力,无论是来自大气条件还是化学溶剂。由于有保护氧化层,不锈钢可以防止氧化和腐蚀。而铝的强度高,不锈钢的抗拉强度更高,抗冲击损伤的能力比铝更好。例如,年级304不锈钢其极限抗拉强度高于铝- 505 MPa (73,200 psi),而铝- 310 MPa (45000 psi)。

除了较高的抗拉强度外,不锈钢还具有比铝更大的剪切模量和熔点,这些性能对于许多航空部件来说都是必不可少的。今天,不锈钢通常被用于飞机的机身,因为这里使用的材料需要承受极端的高温和低温以及腐蚀性。起落架和喷气发动机也得益于不锈钢制造。两者都需要非常坚固才能承受持续的飞行。

铝合金在航空航天

儒勒·凡尔纳在他1865年的小说《月球之旅》中详细描述了一枚铝制火箭。大约一个世纪后的1957年,苏联发射了地球上第一颗人造卫星Sputnik,它是由铝合金制成的。在那之后,美国开始将铝合金制成的火箭发射到轨道上,把凡尔纳的小说变成了现实。

虽然铝在航空中的使用已经下降,但它仍然是航空的首选材料航空航天结构因为它重量轻,能够承受发射和在太空中运行时产生的压力。它被用于阿波罗飞船、太空实验室、航天飞机和国际空间站。在机械稳定性、阻尼、热管理和减重等方面,铝合金一直优于其他金属。

航空航天用不锈钢

尽管铝合金在航空航天领域很受欢迎,但不锈钢正在取得进展。通常,用于航空航天飞行器的钢是不锈钢合金(304、304L、316和316L是常见的航空航天级不锈钢例子)。SpaceX公司首席执行官Elon Musk最近,一艘名为Starship的飞船引起了人们的惊讶,这艘飞船的外壳是不锈钢301,是为星际旅行而设计的。

人们想知道他为什么不使用某种航天级铝合金,这种材料更轻,也更便宜,可以送入太空。然而,作为一种用于星际旅行的交通工具,Starship在进入行星大气层的过程中会受到冰冻和灼热的温度,因此坚固的不锈钢是最佳材料选择。

航空和航天制造用不锈钢产品

不锈钢不仅是飞机和太空飞行器的一部分;它还被用于创建更有效和高效的维护、维修和操作(MRO)流程。不锈钢定制的金属丝篮和推车在严酷的清洗和组装过程中保护昂贵的部件。自定义线篮不锈钢也被用来通过连续的化学浴来保存精致的小部件。

在清洗过程中,带隔板和盖子的金属丝筐可以防止零件相互混合和可能从筐中逃逸。由于不锈钢具有优异的耐腐蚀性,不锈钢制成的篮也可以经受连续的化学过程而不被腐蚀。

不锈钢推车也可以通过MRO流程快速运输精密和大型航空部件。推车可以防止金属对金属的接触,使飞机部件免受损坏,并降低表面划伤的废品率。不锈钢的耐用性确保推车可以连续使用多年。

伟德APP马林钢铁的航空和航天解决方案

伟德APP马林钢铁公司以其为航空航天工业设计和提供定制不锈钢产品而自豪。无论是作为航空清洁篮或定制推车,不锈钢是有效的航空制造和飞机MRO至关重要。

伟德APP马林钢铁公司定制的不锈钢推车配备了氯丁橡胶衬垫(或其他涂层),以防止金属对金属的接触,防止部件在移动过程中被损坏。如果您对您的航空MRO有特殊的挑战,马林钢铁的工程师为您量身定制钢丝和不锈钢解决方案。伟德APP作为一个整体,不锈钢对21世纪的航空航天工业至关重要。

想了解更多关于如何在你的飞机上使用不锈钢部件的知识吗?您是否需要一个定制的航空部件清洗篮?首先联系了马林钢铁公司的团队伟德APP今天。

aerospace-custom-quote

Baidu