航空航天用鋁合金和不銹鋼零件cnc加工

在為航空航天應(yīng)用制造零件時(shí)，需要考慮許多因素，例如零件的形狀、重量和耐用性。這些因素都會(huì)影響飛機(jī)的飛行價(jià)值。多年來(lái)，航空航天應(yīng)用的首選材料一直是鋁。然而，在現(xiàn)代噴氣式飛機(jī)中，它只占結(jié)構(gòu)的20%。

然而，由于輕型飛機(jī)的需求，碳增強(qiáng)聚合物和蜂窩材料等復(fù)合材料在現(xiàn)代航空航天工業(yè)中的使用不斷增加。近年來(lái)，航空制造商開(kāi)始研究鋁的替代品，其中之一就是航空級(jí)不銹鋼。這種不銹鋼在新飛機(jī)部件中的使用有所增加。這篇文章將解釋鋁和不銹鋼在現(xiàn)代飛機(jī)中的用途和區(qū)別。

 用于航空航天應(yīng)用的鋁部件

鋁是一種相對(duì)較輕的材料，重量約為 2.7 g/cm3（克/立方厘米）。盡管鋁比不銹鋼更輕、更便宜，但鋁的強(qiáng)度和耐腐蝕性不如不銹鋼。在耐用性和強(qiáng)度方面，不銹鋼優(yōu)于鋁。

盡管鋁在航空航天生產(chǎn)的許多方面的使用有所下降，但鋁在現(xiàn)代飛機(jī)中仍然得到廣泛使用。對(duì)于許多特定用途，鋁仍然是最堅(jiān)固、最輕的材料。由于其高延展性，它易于加工，而且與許多復(fù)合材料或鈦相比價(jià)格相對(duì)便宜。還可以通過(guò)將其與其他金屬（如銅、鎂、錳和鋅）制成合金或通過(guò)冷處理或熱處理來(lái)進(jìn)一步增強(qiáng)。當(dāng)鋁暴露在空氣中時(shí)，緊密的化學(xué)氧化物鍵將鋁與環(huán)境隔離開(kāi)來(lái)。此功能使其具有極強(qiáng)的耐腐蝕性。

用于制造航空航天零件的最流行的鋁合金包括：

鋁合金 7075（鋁/鋅）

鋁合金7475-02（鋁/鋅/鎂/硅/鉻）

鋁合金6061（鋁/鎂/硅）

鋁加工件

7075是鋁和鋅的組合，是航空航天應(yīng)用中最常用的合金，具有優(yōu)異的機(jī)械性能、延展性、強(qiáng)度和抗疲勞性。

7475-02是鋁、鋅、硅和鉻的組合，而6061則含有鋁、鎂和硅。需要哪種合金完全取決于端部的預(yù)期應(yīng)用。雖然許多鋁制飛機(jī)部件純粹是裝飾性的，但某些部件對(duì)飛機(jī)的功能至關(guān)重要，必須具有特定的特性。

航空航天工業(yè)中使用的一種常見(jiàn)鋁合金是鋁-鈧。在鋁中添加鈧可增強(qiáng)金屬的強(qiáng)度和耐熱能力。使用鋁鈧還可以提高燃油效率。由于它是鋼和鈦等密度更高的材料的替代品，因此用更輕的鋁-鈧替代這些材料可以減輕重量，從而提高燃油效率。

 航空航天用不銹鋼零件

在航空航天工業(yè)中，與鋁相比，不銹鋼似乎是一個(gè)令人驚訝的選擇。盡管不銹鋼的重量更大，但最近發(fā)現(xiàn)它在航空航天應(yīng)用中的使用增加了。

不銹鋼是指含有至少 11% 鉻的鐵基合金系列，鉻是一種防止鐵腐蝕并提供耐熱性的化合物。不同類(lèi)型的不銹鋼包括元素氮、鋁、硅、硫、鈦、鎳、銅、硒、鈮和鉬。不銹鋼的種類(lèi)已經(jīng)分級(jí)，用三位數(shù)字表示。雖然經(jīng)常使用的不銹鋼只有十分之一左右，但不銹鋼牌號(hào)卻有150多種。此外，不銹鋼可以成型為薄板、板材、棒材、線(xiàn)材和管材，使其可用于多種應(yīng)用。有五個(gè)主要的不銹鋼組，主要按其晶體結(jié)構(gòu)分類(lèi)。這些組是奧氏體、鐵素體、馬氏體、雙相和沉淀硬化不銹鋼。

如上所述，不銹鋼是由鋼和鉻結(jié)合而成的合金。不銹鋼的強(qiáng)度與合金中鉻的含量直接相關(guān)。鉻含量越高，鋼越堅(jiān)固。人們發(fā)現(xiàn)，在需要高強(qiáng)度但可以應(yīng)對(duì)增加的重量的飛機(jī)部件中，不銹鋼合金的使用有所增加。不銹鋼具有高耐腐蝕性和耐高溫性，使其適用于一系列航空航天部件，包括執(zhí)行器、緊固件和起落架部件。

不銹鋼機(jī)加工件

優(yōu)點(diǎn)：

雖然比鋁更堅(jiān)固，但不銹鋼通常更重。但是，與鋁相比，不銹鋼零件有兩個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)：

不銹鋼具有高耐腐蝕性。

不銹鋼對(duì)三氧化二鐵的耐受性是由于合金中存在鉻，鉻形成鈍化膜以保護(hù)材料免受腐蝕。無(wú)論是來(lái)自大氣條件還是化學(xué)溶劑，不銹鋼都具有很高的耐腐蝕性。由于其保護(hù)性氧化層，不銹鋼可防止氧化和腐蝕。事實(shí)上，當(dāng)暴露在氧氣中時(shí)，膜實(shí)際上可以自我修復(fù)。耐腐蝕和耐污染、低維護(hù)成本和熟悉的光澤使不銹鋼成為需要強(qiáng)度和耐腐蝕的應(yīng)用中的常用材料。

不銹鋼更堅(jiān)固更耐磨。

不銹鋼具有比鋁更高的抗拉強(qiáng)度，能更好地承受壓力、振動(dòng)、劃痕、沖擊和損壞。例如，304 級(jí)不銹鋼的極限抗拉強(qiáng)度高于鋁，分別為 505 MPa (73,200 psi) 和 310 MPa (45,000 psi)。

不銹鋼的剪切模量和熔點(diǎn)也高于鋁。

這些特性對(duì)于許多航空航天零件至關(guān)重要，并使不銹鋼零件成為航空航天應(yīng)用的多功能選擇。

不銹鋼的其他優(yōu)點(diǎn)包括其優(yōu)良的耐熱性和耐火性、光亮、美觀的外觀和優(yōu)良的衛(wèi)生品質(zhì)。不銹鋼還易于制造，當(dāng)飛機(jī)的所有部件都必須按照精確規(guī)格進(jìn)行焊接、機(jī)加工或切割時(shí)，這是一個(gè)重要的考慮因素。最后，某些不銹鋼合金具有極高的抗沖擊性，這是大型飛機(jī)安全耐用的重要因素。

結(jié)論

隨著時(shí)間的推移，航天工業(yè)變得越來(lái)越多樣化，現(xiàn)代航天飛行器更可能采用不銹鋼機(jī)身或機(jī)身制造。盡管價(jià)格較高，但它們也比鋁堅(jiān)固得多，并且根據(jù)使用的等級(jí)，仍可提供出色的強(qiáng)度重量比。