Ứng dụng trong hàng không vũ trụ

Nhôm là một trong những kim loại phổ biến nhất trên thế giới, có ảnh hưởng rộng lớn đến cuộc sống hàng ngày. Từ lò nướng đến việc cung cấp các yếu tố cấu trúc của máy bay, trọng lượng nhẹ và độ bền cao của nhôm khiến nó trở nên lý tưởng cho nhiều ứng dụng

Lịch sử của nhôm

Nhôm đã được sử dụng trong ngành hàng không vũ trụ kể từ khi anh em nhà Wright chế tạo chiếc máy bay đầu tiên của họ. Mặc dù cấu trúc máy bay ban đầu được làm bằng gỗ, hộp quây động cơ được tạo ra từ nhôm và trong Thế chiến thứ hai, nó được sử dụng rộng rãi để sản xuất máy bay đến mức thường dân được khuyến khích quyên góp nhôm phế liệu cho nỗ lực chiến tranh.

Ngày nay, giống như nhiều ngành công nghiệp, hàng không vũ trụ sử dụng rộng rãi việc sản xuất nhôm. Do các đặc tính vô giá của nó, nhôm đã trở thành lý tưởng để giảm chi phí sản xuất máy bay trong khi vẫn duy trì các thông số kỹ thuật nghiêm ngặt được yêu cầu trong ngành.

Lợi ích của nhôm

Với một số đặc tính có lợi, nhôm là một lựa chọn dễ dàng để sản xuất máy bay. Gỗ ban đầu được sử dụng để chế tạo máy bay, nhưng nó dễ bị mục nát và có thể bị vỡ vụn nếu không được bảo dưỡng đúng cách.

Tương tự như vậy, thép mạnh hơn nhôm, nhưng nặng hơn đáng kể. Thép chỉ được sử dụng trong máy bay khi cần độ bền cực cao, chẳng hạn như bánh răng hạ cánh, hoặc máy bay tốc độ cực cao.

Một số lợi ích của nhôm bao gồm:

Trọng lượng nhẹ – Việc sử dụng hợp kim nhôm làm giảm trọng lượng của máy bay một cách đáng kể. Với trọng lượng nhẹ hơn thép khoảng một phần ba, nó cho phép một chiếc máy bay có thể mang nhiều trọng lượng hơn hoặc trở nên tiết kiệm nhiên liệu hơn.
Độ bền cao – Độ bền của nhôm cho phép nó thay thế các kim loại nặng hơn mà không làm mất độ bền liên kết với các kim loại khác, đồng thời được hưởng lợi từ trọng lượng nhẹ hơn của nó. Ngoài ra, các cấu trúc chịu lực có thể tận dụng sức mạnh của nhôm để làm cho việc sản xuất máy bay trở nên đáng tin cậy hơn và tiết kiệm chi phí hơn.
Chống ăn mòn – Đối với máy bay và hành khách của nó, ăn mòn có thể cực kỳ nguy hiểm. Nhôm có khả năng chống ăn mòn và môi trường hóa chất cao, đặc biệt có giá trị đối với các tàu bay hoạt động trong môi trường hàng hải có tính ăn mòn cao.

Hợp kim nhôm trong ngành hàng không

Có một số loại nhôm khác nhau, nhưng một số loại phù hợp với ngành hàng không vũ trụ hơn những loại khác. Ví dụ về nhôm như vậy bao gồm:

2024 – Nguyên tố hợp kim chính của nhôm 2024 là đồng. Nhôm 2024 có thể được sử dụng khi yêu cầu tỷ lệ độ bền và trọng lượng cao. Giống như hợp kim 6061, 2024 được sử dụng trong các cấu trúc cánh và thân máy bay vì lực căng mà chúng nhận được trong quá trình hoạt động.
5052 – Là hợp kim có độ bền cao nhất trong các loại không thể xử lý nhiệt, nhôm 5052 mang lại hiệu quả lý tưởng và có thể được vẽ hoặc tạo thành các hình dạng khác nhau. Ngoài ra, nó cung cấp khả năng chống ăn mòn nước mặn tuyệt vời trong môi trường biển
6061 – Hợp kim này có tính chất cơ học tốt và dễ hàn. Nó là một hợp kim phổ biến để sử dụng chung và, trong các ứng dụng hàng không vũ trụ, được sử dụng cho các cấu trúc cánh và thân máy bay. Nó đặc biệt phổ biến trong các máy bay chế tạo tại nhà.
6063 – Thường được gọi là “hợp kim kiến ​​trúc”, nhôm 6063 được biết đến với việc cung cấp các đặc tính hoàn thiện mẫu mực và thường là hợp kim hữu ích nhất cho các ứng dụng anốt hóa.
7050 – Một sự lựa chọn hàng đầu cho các ứng dụng hàng không vũ trụ, hợp kim 7050 thể hiện khả năng chống ăn mòn và độ bền cao hơn nhiều so với 7075. Bởi vì nó duy trì các đặc tính độ bền của nó ở các phần rộng hơn, nhôm 7050 có thể duy trì khả năng chống đứt gãy và ăn mòn.
Hợp kim nhôm 7068 – 7068 là loại hợp kim mạnh nhất hiện nay trên thị trường thương mại. Trọng lượng nhẹ với khả năng chống ăn mòn tuyệt vời, 7068 là một trong những hợp kim cứng nhất hiện nay có thể tiếp cận được.
7075 – Kẽm là nguyên tố hợp kim chính trong nhôm 7075. Độ bền của nó tương tự như nhiều loại thép, và nó có khả năng gia công tốt và các đặc tính bền mỏi. Ban đầu nó được sử dụng trên máy bay chiến đấu Mitsubishi A6M Zero trong Thế chiến thứ hai, và ngày nay vẫn được sử dụng trong ngành hàng không.
Nhôm đã được chứng minh là rất linh hoạt trong suốt lịch sử và tiếp tục như vậy cho đến ngày nay. Ngành công nghiệp hàng không vũ trụ tiếp tục được hưởng lợi từ các đặc tính của hợp kim để tạo ra các máy bay an toàn hơn, đáng tin cậy hơn và ít tốn kém hơn. Điều này sẽ đảm bảo rằng nhôm sẽ tiếp tục là một vật liệu có giá trị trong tương lai.