Основні властивості та застосування авіаційного алюмінію
Авіаційний алюміній з'явився на початку ХХ століття. Його першим виробником став промисловий комплекс Німеччини. Після цього метал став набирати популярності, його навчилися виробляти у промислових умовах. Єдиним недоліком виробництва став лише невеликий обсяг продукції, що виплавляється. Домогтися більшої щільності алюмінію намагалися багато вчених у різних країнах. Виділився серед них фізик із Німеччини Альфред Вільгельм. Перебираючи під час досвідом безліч різноманітних елементів для присадки до алюмінію з метою зміцнення його міцності, несподівано Альфред відкрив «ефект старіння» сплавів.
Цей «ефект старіння» полягав у тому, що метал ставав набагато міцнішим, якщо впливати на нього протягом тривалого часу методом загартування. Нове відкриття відразу ж запатентувалося та запровадилося у виробництво. Так виник дюралюмінієвий метал, що набув широкого поширення у сфері авіації. Сплав складався безпосередньо з алюмінію, до якого було додано 2,8% магнію, 1,3% міді та 1% марганцю.
Авіаційний алюміній отримав більш коротку та популярну в колах частого його використання назву - авіаль. Авіаль відноситься до групи сплавів, що належить системі алюміній-магній-кремній. Також у сплав включено невелику кількість інших елементів. Відкриття остаточної, вдосконаленої форми авіаля належить вченим М. Гейлеру та Д. Хансону.
Склад авіаційного алюмінію
Згодом авіаційний алюміній став володарем ще однієї назви – дюралюміній. На той час його формула стала дещо відрізнятися. Тут легуючими елементами виступили: мідь, що займає 4,5% загальної маси, магній (1,6%) і марганець (0,7%). Для даного сплаву вивели типове значення межі плинності, що становить 450 МПа. Але показникможе змінюватися в залежності від відмінності у складі та способу, що застосовується для термообробки. Фірмовою назвою дюралюмінію став термін "дюраль". в українській мові цей термін вживається не як фірмова назва, а переважно в розмовному жанрі чи професійно-жаргонному.
Авіаційний алюмінієвий марка - це поняття, що представляє собою певну абревіатуру, що виражає суть складу алюмінієвого сплаву. Алюміній типу «авіаль», до складу якого, як говорилося вище, входять магній і кремній, маркуються абревіатурами АТ, АМц, АЛ і АВ, якщо сплав з додаванням міді, тоді А8. Дюралюмінієві сплави позначаються Д, В. Авіаційний алюміній, що маркується абревіатурою АВ відмінно протистоїть корозійному впливу, до того ж має підвищену пластичність.
Сплави АТ також мають підвищену корозійну стійкість, задовільно зварюються, їх можна обробляти за допомогою різання. Різання здійснюється в зістареному або загартованому стані. Крім того, сплави з абревіатурою АТ придатні для використання у вологому середовищі, включаючи морську воду. Інтервал можливої експлуатаційної температури становить діапазон від -70 до +50 градусів за Цельсієм. Найбільш важко піддаються пайці авіалі з абревіатурою АМц, а також сплави АЛ2(4), В95. Натомість у цих сплавів нижча температура плавлення.
Властивості матеріалу
Властивості авіаційного алюмінію великі та різноманітні. На них впливають інші металеві компоненти, які входять до складу сплавів. Якщо авіаль містить менше 0,3% заліза, то механічні властивості сплаву впливу воно не надає. Якщо частка заліза збільшується до 0,5 – 0,7%, то властивості міцності і пластичності значно знижуються. Але, разом з тим, домішка із залізаоберігає метал від утворення тріщин при литті. Аналогічний ефект захисту від тріщин викликає добавка титану, тільки з нею пластичність та міцність збільшуються.
Добавка цинку не впливає на загальні властивості авіаля. Тут слід зазначити, що домішка цинку в металі зовсім незначна. Домішка міді, допустима у розмірі до 0,1% від загальної маси, також не впливає на властивості. Більшу кількість міді додавати не рекомендується, оскільки надлишок цього матеріалу може спричинити міжкристалітну корозію. В цілому, можна відзначити, що основними властивостями авіаційного алюмінію є висока пластичність та непогана антикорозійна стійкість.
Сфера застосування
Застосування авіаційного алюмінію завдяки вдалому поєднанню властивостей охоплює практично всі галузі техніки. Сплави АД33, АД31 та АВ широко використовуються у сфері будівництва для виготовлення найрізноманітніших конструкцій. Широко застосовується авіаль відповідно в авіації. З нього виготовляються деталі та конструкції для літаків, лопаті вертольотів. Авіаль бере участь у конструкціях оформлення інтер'єру літака.
Автомобільна промисловість використовує авіаційний алюміній для деталей кузовів та шасі автомобілів. У електротехнічній сфері промисловості авіаль застосовується як матеріал виготовлення провідників – труб, профілів, шин. Не оминула такий матеріал і галузь атомної промисловості. Тут авіаційний алюміній виступає в ролі захисних оболонок твел, які знаходяться в деяких видах водоохолоджувальних реакторів. Додатково варто зауважити, що дюралюміній досить часто застосовується у кріогенній техніці, суднобудуванні, при виготовленні залізничного транспорту та предметів побутового призначення.
Авіаційний алюміній, ціна якого досить висока, проте, набув широкого поширення. Багато в чому цій обставині сприяла легка вага металевого сплаву, його пластичність та виведені експериментальним шляхом показники міцності. Авіаційний алюміній має чудові механічні властивості, він надзвичайно стійкий до утворення корозії, має високі показники втомної міцності та ударної в'язкості. З авіаля легко виходять навіть деталі з досить складною конструкцією, наприклад, лонжерони лопатей гвинтів вертольотів.