Титан против. Алюминий при производстве деталей самолетов

May 04, 2023

Расширяется разнообразие материалов, используемых для изготовления деталей самолетов. Авиационные композиты, такие как стекловолокно, углеродное волокно и термопласт, все чаще используются для создания большего количества компонентов самолетов.

Вы хотите оказать большое влияние на свой малый бизнес? Не ищите ничего, кроме пресс-релизов: они являются мощным инструментом для распространения ваших новостей! Научитесь использовать их в своих целях.

Универсальность, малый вес и долговечность — это лишь некоторые из ключевых качеств, которые делают композиты подходящими для различных частей самолета, реактивного самолета или другого летательного аппарата.

Однако традиционные авиационные материалы, такие как алюминий и титан, остаются стандартами в этой отрасли, и тому есть множество причин. Авиационный алюминий и титан обладают преимуществами, которые не всегда можно повторить, что делает эти металлы особенно важными для получения и поддержания самолетов в полете с максимальной эффективностью и безопасностью.

Изучая свойства и распространенность этих двух материалов в аэрокосмической отрасли, также стоит сравнить алюминий и титан, чтобы лучше понять, почему и где они используются, и какой из них является лучшим выбором для достижения оптимальных характеристик компонентов самолета.

Авиационный алюминий отличается превосходным соотношением прочности и веса, что идеально подходит для того, чтобы компоненты самолета оставались тонкими, легкими и аэродинамичными без потери прочности. Алюминий также является надежным электрическим проводником и отличным проводником тепла. Такие факторы, как сопротивление ползучести и прочность на растяжение, различаются в зависимости от конкретного алюминиевого сплава.

Авиационный титан плотнее алюминия, но по-прежнему считается легким вариантом среди авиационных металлов. Он не обеспечивает такой же уровень тепло- и электропроводности. Однако его коррозионная стойкость, совместимость с другими материалами и прочность делают его лучшим для использования в некоторых частях самолетов, требующих жесткой прочности без лишнего веса или уязвимости к коррозии.

Какие детали самолетов изготавливаются из титана и алюминия?

Хотя аэрокосмические композиты в настоящее время составляют основную часть конструкции коммерческих самолетов, алюминий является следующим по распространенности материалом, за которым следует титан. Сталь также используется наряду с другими материалами, хотя и не так часто.

Аэрокосмический алюминий в основном используется в фюзеляже, обшивке крыла и капоте самолета, а также в некоторых частях его конструкции. Легкий вес, гибкость и устойчивость алюминия к коррозии делают его подходящим материалом для этих элементов. Но помимо этих преимуществ, алюминий доступен, поскольку является одним из самых распространенных металлов и третьим по распространенности элементом в земной коре и, следовательно, относительно недорогим по сравнению с другими аэрокосмическими сплавами.

Различные марки титана используются в каркасе самолета, деталях двигателя, шасси, а также в системах и компонентах самолета. Например, марка Ti-10V-2Fe-3A1 используется в шасси из-за ее превосходной прокаливаемости, высокой прочности и устойчивости к усталости и коррозии. Напротив, термостойкость марки Ti-8A1-1Mo-1V делает его пригодным для изготовления лопаток и дисков компрессоров самолетов.

Новые процессы производства авиационного алюминия и титана

Обычная механическая обработка и обработка металлов были основными методами производства деталей самолетов из алюминия, титана и других материалов аэрокосмического класса, таких как инконель. Хотя эти процессы все еще используются для производства компонентов, для производства компонентов самолетов используются новые методы, такие как 3D-печать, также известные как аддитивное производство.

На самых ранних этапах 3D-печать была полезна только для создания деталей из полимеров, которые могут быть пригодны для композитных авиационных материалов, но это не относится к таким металлам, как титан и алюминий. Ситуация изменилась с разработкой металлических порошков, пригодных для печати, и усовершенствованных методов печати, таких как лазерное плавление порошкового слоя.

Как титановые, так и алюминиевые детали можно напечатать на 3D-принтере с использованием порошковых версий металлов. Однако эти процессы в значительной степени снижают целостность материалов, а такие проблемы, как пористость и растрескивание, могут поставить под угрозу их прочность. Но эти проблемы решаются с помощью усовершенствованных методов изготовления и внедрения упрочняющих элементов, таких как керамические нанопроволоки, которые добавляются непосредственно к прочности металла.