ألومنيوم الفضاء الجوي عبارة عن سبائك ألومنيوم مطاوع ذات قوة عالية للغاية، وتشير مقاطع ألومنيوم الفضاء الجوي بشكل عام إلى مقاطع سبائك الألومنيوم من السلسلة 7. تتمتع سبائك الألومنيوم من السلسلة 7 بأعلى صلابة بين جميع سبائك الألومنيوم وتستخدم حاليًا على نطاق واسع في صناعة الطيران. بالمقارنة مع سبائك الألومنيوم العادية، فإن سبائك الألومنيوم المستخدمة في الطائرات لديها متطلبات أعلى من حيث القوة والصلابة والمتانة ومقاومة التعب واللدونة. تتميز سبائك الألومنيوم الفضائية بخصائص ميكانيكية ومعالجة جيدة، ومرونة جيدة بعد معالجة المحلول، وتأثير تقوية جيد للمعالجة الحرارية، وتحافظ عمومًا على قوة عالية أقل من 150 درجة مئوية (أو حتى أعلى)؛ كما أنها تتمتع بمتانة جيدة، مما يجعلها مواد هيكلية مثالية للطيران؛ ويستخدمون السبائك المطروقة المعالجة على البارد، مما يؤدي إلى قوة عالية.
1. مزايا المنتج
إن نجاح سبائك الألومنيوم المستخدمة في صناعة الطائرات من الفئة 7 لا يكمن في مجرد السعي إلى تحقيق أعلى مستويات الأداء في مقياس واحد، ولكن في تحقيق توازن مثالي بين ثلاث خصائص رئيسية: القوة والمتانة ومقاومة التآكل. وهذا يلبي المتطلبات الأساسية للطائرات الحديثة لتقليل الوزن والسلامة وعمر الخدمة الطويل.
1.1 مزيج ممتاز من القوة العالية والمتانة العالية: بالمقارنة مع سبيكة 7075 الكلاسيكية، تحافظ 7050 على قوة عالية بينما تظهر صلابة فائقة ضد الكسر. وهذا يعني أنه يقاوم انتشار الشقوق بشكل أفضل، مما يحسن السلامة الهيكلية والمتانة.
1.2 المقاومة المتميزة للتشقق الناتج عن التآكل الإجهادي: هذه واحدة من أهم مزايا سبيكة 7050. تعمل حالة المعالجة الحرارية الخاصة T7451 الخاصة بالشيخوخة على تحسين مقاومتها للضغط والتآكل بشكل كبير في كل من البيئات المجهدة والتآكل. إن مقاومتها القوية للتشقق تحت الضغط تجعلها مناسبة بشكل خاص للاستخدام طويل الأمد في البيئات القاسية مثل الغلاف الجوي البحري.
1.3 أداء الكلال الممتاز: باعتباره أحد المكونات الهيكلية للطيران، فإنه يحتاج إلى تحمل الأحمال الدورية المتكررة. يتميز 7050-T7451 بمقاومة ممتازة للتعب، وقادر على تحمل سنوات من الإقلاع والهبوط وتأثيرات تدفق الهواء.
1.4 صلابة عالية: حتى في المقاطع السميكة (مثل الألواح السميكة والمطروقات)، تحقق هذه السبيكة خصائص ميكانيكية موحدة وعميقة بعد المعالجة الحرارية، مما يضمن اتساق الأداء العام للمكونات الهيكلية الكبيرة.
1.5 قابلية تصنيع جيدة: في حالة التلدين، يكون من السهل تشكيله، وبعد التشكيل، يمكنه تحقيق قوته النهائية من خلال المعالجة الحرارية، مما يسهل تصنيع الأجزاء ذات الأشكال المعقدة.
2. المعلمات التقنية
تنتمي إلى سلسلة سبائك Al-Zn-Mg-Cu، وهي مشهورة بقوتها الممتازة، ومقاومتها المتميزة للتشقق الناتج عن التآكل الإجهادي، والمتانة الجيدة.
2.1 الزنك: المحتوى حوالي 5.0-8.5%. وهو أهم وأقوى عنصر تقوية في سبائك الفئة السابعة. جنبا إلى جنب مع المغنيسيوم والنحاس، فإنه يشكل مراحل تقوية فعالة للغاية مثل MgZn₂ (مرحلتي η وT).
2.2 المغنيسيوم: المحتوى حوالي 1.5-2.8%. من خلال العمل بشكل تآزري مع الزنك، فهو مفتاح لتحقيق قوة عالية جدًا.
2.3 النحاس: المحتوى حوالي 1.0-2.5%. إلى جانب تأثير التقوية الخاص به، فهو يحسن بشكل كبير مقاومة التآكل الناتج عن الإجهاد وصلابة سبائك السلسلة 7.
2.4 الزركونيوم: المحتوى تقريبًا 0.05-0.15%. إنه يحل محل الكروم في سبائك السلسلة السابعة المبكرة. فهو يشكل جزيئات Al₃Zr المشتتة، مما يمنع بشكل فعال إعادة التبلور وتكرير الحبوب، ويحسن المتانة ومقاومة التعب.
2.5 الكروم والمنغنيز والتيتانيوم: يستخدم أيضًا بشكل شائع للتحكم في بنية الحبوب وإعادة بلورتها.
3. استخدامات المنتج
'الهياكل الأساسية للفضاء الجوي' هذا هو مجال التطبيق الأكثر أهمية وحساسية لألواح الألومنيوم من السلسلة 7. وتتمثل وظيفتها الرئيسية في كونها مكونات هيكلية مهمة، تُستخدم عادةً في الهياكل الحاملة الرئيسية للطائرات، مثل جلد الجناح، وإطارات جسم الطائرة، والأوتار، وعوارض العارضة، مما يحافظ على السلامة الهيكلية والموثوقية على المدى الطويل في البيئات القاسية.
3.1 هيكل الجناح:
جلد الجناح: يتحمل القوى الديناميكية الهوائية ولحظات الانحناء أثناء الطيران، ويتطلب مواد ذات قوة شد عالية للغاية، وقوة ضغط، وأداء الكلال. 7050-T7451 يستخدم على نطاق واسع.
امتدادات الجناح والأوتار: باعتبارها الهيكل العظمي الحامل الرئيسي للجناح، وتتطلب قوة عالية وصلابة جيدة.
3.2 هيكل جسم الطائرة:
إطار جسم الطائرة والحواجز: يحافظ على شكل جسم الطائرة ويتحمل الأحمال المختلفة.
عوارض عارضة جسم الطائرة: الهيكل الأساسي الحامل للجزء السفلي من جسم الطائرة.
الحواجز والعوارض الأرضية: توفر الدعم والقوة الداخلية.
3.3 هيكل الذيل:
جلد وأضلاع وعوارض زعانف الذيل الأفقية والرأسية: تحمل الأحمال للتحكم في الطائرة وتثبيتها.
3.4 معدات الهبوط:
إن مكونات وأبواب دعم معدات الهبوط في بعض الطائرات مصنوعة من سبائك الألومنيوم عالية القوة من سلسلة 7 أو صفائح سميكة.
3.5 المركبات الفضائية:
يستخدم لخزانات وقود الصواريخ، والأقسام بين المراحل، والإطار الهيكلي للأقمار الصناعية والمحطات الفضائية، وذلك باستخدام قوته النوعية العالية لتحقيق تقليل الوزن بشكل فعال.
