항공우주 알루미늄은 초고강도 단조 알루미늄 합금이며, 항공우주 알루미늄 프로파일은 일반적으로 7 시리즈 알루미늄 합금 프로파일을 나타냅니다. 7 시리즈 알루미늄 합금은 모든 알루미늄 합금 중에서 가장 높은 경도를 가지며 현재 항공우주 산업에서 널리 사용되고 있습니다. 일반 알루미늄 합금과 비교하여 항공기에 사용되는 알루미늄 합금은 강도, 경도, 인성, 피로 저항 및 가소성에 대한 요구 사항이 더 높습니다. 항공우주 알루미늄 합금은 우수한 기계적 및 가공 특성, 용체화 처리 후 우수한 가소성, 우수한 열처리 강화 효과를 가지며 일반적으로 150℃(또는 그 이상) 이하에서 높은 강도를 유지합니다. 또한 인성이 우수하여 이상적인 항공우주 구조 재료가 됩니다. 냉간 처리된 단조 합금을 사용하여 강도가 높습니다.
1. 제품의 장점
7 시리즈 항공우주 알루미늄 합금의 성공은 단순히 하나의 성능 지표에서 궁극적인 목표를 추구하는 것이 아니라 강도, 인성 및 내식성이라는 세 가지 주요 특성의 완벽한 균형을 달성하는 데 있습니다. 이는 중량 감소, 안전 및 긴 서비스 수명에 대한 현대 항공기의 핵심 요구 사항을 충족합니다.
1.1 고강도와 고인성의 탁월한 조합: 기존 7075 합금과 비교하여 7050은 우수한 파괴 인성을 나타내면서 고강도를 유지합니다. 이는 균열 전파에 대한 저항력이 향상되어 구조적 안전성과 내구성이 향상됨을 의미합니다.
1.2 응력 부식 균열에 대한 뛰어난 저항성: 이는 7050 합금의 가장 중요한 장점 중 하나입니다. 특별한 T7451 과시효 열처리 상태는 응력 및 부식 환경 모두에서 응력 및 부식에 대한 저항성을 크게 향상시킵니다. 응력에 따른 균열에 대한 강한 저항력으로 인해 해양 대기와 같은 가혹한 환경에서 장기간 사용하기에 특히 적합합니다.
1.3 우수한 피로 성능: 항공우주 구조 부품으로서 빈번한 반복 하중을 견뎌야 합니다. 7050-T7451은 수년간의 비행 이착륙 및 기류 영향을 견딜 수 있는 뛰어난 피로 저항성을 나타냅니다.
1.4 높은 경화성: 두꺼운 부분(예: 두꺼운 판 및 단조품)에서도 이 합금은 열처리 후 균일하고 깊은 기계적 특성을 달성하여 대형 구조 부품의 전반적인 성능의 일관성을 보장합니다.
1.5 우수한 가공성 : 어닐링 상태에서는 기계 가공이 용이하고 성형 후 열처리를 통해 최종 강도를 얻을 수 있어 복잡한 형상의 부품 제조가 용이합니다.
2. 기술적인 매개변수
Al-Zn-Mg-Cu 합금 계열에 속하며, 우수한 강도, 우수한 응력 부식 균열 저항성, 우수한 인성으로 유명합니다.
2.1 아연: 함량은 약 5.0-8.5%입니다. 7 시리즈 합금에서 가장 중요하고 가장 강력한 강화 요소입니다. 마그네슘, 구리와 함께 MgZn2(eta 및 T 상)과 같은 매우 효과적인 강화상을 형성합니다.
2.2 마그네슘: 함유량은 약 1.5~2.8%입니다. 아연과 시너지 효과를 발휘하여 초고강도를 달성하는 것이 핵심입니다.
2.3 구리: 함량은 약 1.0-2.5%입니다. 자체 강화 효과 외에도 7계 합금의 응력 부식 균열 저항성과 경화성을 크게 향상시킵니다.
2.4 지르코늄: 함량 약 0.05-0.15%. 초기 7 시리즈 합금의 크롬을 대체합니다. 분산된 Al₃Zr 입자를 형성하여 효과적으로 재결정을 억제하고 결정립을 미세화하며 인성 및 내피로성을 향상시킵니다.
2.5 크롬, 망간 및 티타늄: 또한 일반적으로 결정립 구조 및 재결정화를 제어하는 데 사용됩니다.
3. 제품의 용도
'항공우주 핵심 구조' 이는 7 시리즈 알루미늄 시트의 가장 중요하고 결정적인 적용 영역입니다. 주요 기능은 날개 피부, 동체 프레임, 스트링거 및 용골 빔과 같은 항공기의 주요 하중 지지 구조에 일반적으로 사용되는 중요한 구조 부품으로서 열악한 환경에서 장기적인 구조적 무결성과 신뢰성을 유지하는 것입니다.
3.1 날개 구조:
날개 피부: 비행 중 공기역학적 힘과 굽힘 모멘트를 견디기 때문에 매우 높은 인장 강도, 압축 강도 및 피로 성능을 갖춘 재료가 필요합니다. 7050-T7451이 널리 사용됩니다.
날개 스팬 및 스트링거: 날개의 주요 하중 지지 골격으로 높은 강도와 우수한 인성을 요구합니다.
3.2 동체 구조:
동체 프레임 및 격벽: 동체 형태를 유지하고 다양한 하중을 견뎌냅니다.
동체 용골 빔: 하부 동체의 핵심 하중 지지 구조입니다.
격벽 및 바닥 빔: 내부 지지력과 강도를 제공합니다.
3.3 꼬리 구조:
수평 및 수직 꼬리날개의 외피, 갈비뼈 및 빔: 항공기 제어 및 안정화를 위한 하중을 지탱합니다.
3.4 랜딩 기어:
일부 항공기의 랜딩 기어 지지 부품과 도어는 고강도 7 시리즈 알루미늄 합금 단조품이나 두꺼운 판으로 제작됩니다.
3.5 우주선:
로켓 연료 탱크, 단간 부분, 위성 및 우주 정거장의 구조 뼈대에 사용되며 높은 비강도를 활용하여 효과적인 경량화를 달성합니다.
