
2A12 Tubo forjado de aluminio para aeroespacial
La tubería de aluminio 2A12 está hecha de aleación de aluminio 2a12, que se caracteriza por su alta resistencia y dureza . Esta aleación puede sufrir tratamiento térmico para mejorar aún más su propiedad mecánica . Debido a sus excelentes propiedades mecánicas y rendimiento de soldadura, la tubería de aluminio 2a12 forjada se usa en varias aplicaciones industriales {{8. rendimiento de la pipa de aluminio 2A12 que se usa en varias aplicaciones industriales {{8.}}
1. Composición de material y proceso de forja aeroespacial
2A12 (AA2124) Los tubos forjados de grado aeroespacial cumplen con las especificaciones AMS 4157, ASTM B247 y MIL-T -9046, formuladas para una relación de resistencia / peso óptima en componentes críticos de vuelo:
Química de aleación:
Cobre (cu): 3.8-4.9% (fortalecimiento primario)
Magnesio (mg): 1.2-1.8% (endurecimiento por precipitación)
Manganeso (mn): 0.30-0.9% (refinamiento de grano)
Material base:
Aluminio (AL): mayor o igual al 92.5% (saldo)
Impurezas controladas:
Hierro (Fe): menor o igual al 0.30% máximo
Silicon (SI): menor o igual al 0.50% máx.
Zinc (zn): menor o igual a 0.25% max
Titanio (Ti): menor o igual a 0.15% máx.
Protocolo de forja de precisión:
Precaliente: 390-430 Grado bajo Argon Shield
Forjeo isotérmico: 350-400 Grado ± 10 grados
Relación de reducción: 5: 1 mínimo
Control de tasa de deformación: 0.1-3 Sec⁻¹
Alineación del flujo de grano: desviación longitudinal ± 5 grados
Requisitos de prensa: 12, 000-40, 000 tonelado hidráulico
Acondicionamiento térmico posterior a la forra: igualación de estrés a 250 grados /2 horas
Certificado en NADCAP AC7102 para las parlotes aeroespaciales con la trazabilidad digital completa según los estándares AS9100 .
2. rendimiento mecánico en el servicio aeroespacial
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Propiedad |
Temperamento forjado T6 |
Línea de base extruida |
Estándar aeroespacial |
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Resistencia a la tracción definitiva |
440-470 MPA |
400-430 MPA |
ASTM E8 |
|
Resistencia al rendimiento (RP0.2) |
290-330 MPA |
260-290 MPA |
ASTM E8 |
|
Alargamiento (%) |
10-15% |
7-12% |
ASTM E8 |
|
Hardedad de fractura KIC |
38 MPA√m |
32 MPA√m |
ASTM E399 |
|
Fuerza de fatiga (10 ⁷) |
145 MPa |
120 MPa |
ASTM E466 |
|
Resistencia a la compresión |
420 MPA |
380 MPA |
ASTM E9 |
|
Ruptura del estrés (100 horas/100 grados) |
180 MPA |
150 MPa |
ASTM E139 |
|
Fuerza de soporte |
620 MPA |
570 MPA |
ASTM E238 |
Relación de anisotropía superior (L/T =0.85) proporciona 18-22% de fuerza transversal más alta versus extrusiones convencionales en aplicaciones de SPAR de ala .
3. Tratamiento térmico y control microestructural
Tratamiento aeroespacial T6:
Tratamiento de la solución: 495 grados ± 5 grados para 1-2 horas
Control de atmósfera:<20ppm oxygen
Apagado: solución de polivinil pirrolidona (40% conc)
Quench rate: >170 grados /seg en el núcleo
Estabilización: -55 grado de retención criogénica/3hr
Envejecimiento: 190 grados /12hr + 160 grado /10 horas de envejecimiento dúplex
Características microestructurales:
Tamaño de grano: ASTM 8-9 (10-20 μm)
Estructura de precipitado: fase S '(al₂cumg) dominante
Intensidad de textura: 3.0-4.5 múltiplos aleatorios
Densidad de dislocación: 8 × 10¹⁰/cm²
Distribución de fase:
Partículas al₂cu: 0.3-0.8 μm
Al₂cumg Partículas: 20-50 nm
Recristalización:<5%
4. Precisión dimensional de grado aeroespacial
|
Parámetro |
Rango estándar |
Tolerancia crítica de vuelo |
Configuraciones especiales |
|
Diámetro exterior |
20-450 mm |
± 0.02% OD |
Secciones transversales elípticas |
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Espesor de la pared |
1.5-25 mm |
± 3% WT |
Paredes de grosor variable |
|
Longitud |
1-10 m |
+0/-0.8 mm |
Hasta 15 m secciones |
|
Ovalidad |
Menos de o igual al 0.4% |
Menos de o igual al 0.15% para los actuadores |
- |
|
Rectitud |
0.5 mm/m |
0.1 mm/m (líneas hidráulicas) |
- |
|
Pared |
Menor o igual al 0.3% TIR |
Menos o igual al 0.1% TIR (Sistemas de combustible) |
- |
Métodos de fabricación aeroespacial:
Forjeo de giro para secciones de pared delgada
Formación de flujo de mandril
Forjeo de prensa isotérmica
Integración de brida enrollada de anillo
Formación superplástica para formas complejas
5. durabilidad ambiental en condiciones de vuelo
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Ambiente |
Calificación de rendimiento |
Métricas de degradación |
Sistemas de mitigación |
|
Ciclismo de altitud |
Excelente |
<0.001% dimensional change |
Pasivación por AMS 2470 |
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Fluido hidráulico |
Clase A |
Erosión de 0.05 mm/año |
Oxidación electrolítica en plasma |
|
Inmersión en combustible para aviones |
Bien |
Aumento de peso<0.5 mg/cm²/yr |
Recubrimiento de níquel electroales |
|
Ciclismo térmico |
Excelente |
ΔCte emparejado con los compuestos |
Barreras térmicas calificadas |
|
Condición de glaseado |
Bien |
Débito de fatiga<8% |
Recubrimientos anti-aluminio |
Mejora de la superficie:
Anodizante de ácido crómico: 8-15 μm de espesor
Tratamiento Tiodize®: lubricante de película sólida
HVOF WC -10 CO: 1200 HV50 Protección
Sellado hermético: capas sio₂ depositadas de vapor
6. mecanizado para componentes aeroespaciales
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Operación |
Especificación de herramientas |
Parámetros |
Aplicaciones de aviones |
|
Precisión aburrida |
Carburo recubierto de diamantes |
180-250 m/min, 0.05 mm/rev |
Cilindros de tren de aterrizaje |
|
5- fresado del eje |
Herramientas sialn nano-compuesta |
500-700 m/min |
Accesorios de costilla |
|
Perforación de pistola |
Carburo alimentado con refrigerante |
30-50 m/min |
Rieles de inyección de combustible |
|
Rutina de hilo |
Ruedas CBN |
10-15 m/min |
Roscas de montaje del motor |
|
Patinaje |
Herramientas de formulario PCD |
80-120 m/min |
Puertos múltiples hidráulicos |
Ventajas de mecanizado:
Acabado superficial: RA 0.1-0.4 μm alcanzable
Mejora del crio-maquinamiento:
Hool Life: +250%
Estrés residual: perfil de compresión
Capacidad de EDM: estable con electrodos de tungsteno de cobre
Estabilidad dimensional: ± 0.005 mm/m después del mecanizado
7. tecnología de unión aeroespacial
Parámetros de soldadura por fricción de revuelo:
Diseño de herramientas: hombro desplazado WC-Co
Rotación: 600-900 rpm
Traverse: 80-200 mm/min
Fuerza descendente: 12-20 kN
Calidad de soldadura:
Eficiencia de UTS: 95% de metal principal
Rendimiento de fatiga: 90% de material base
Métodos de unión alternativos:
Soldadura por haz láser:
Power: 4-6 KW
Velocidad: 2-5 m/min
Blindaje: cortina de gas de helio
Enlace adhesivo:
Películas de poliimida epoxi: cizallamiento de 25 MPa a 150 grados
Preparación de superficie: tratamiento con sol-gel
FIJA MECÁNICA:
Collares de Hi-Lite®: 160- KSI Shear Fuerza
Sistemas de cerrojo: vibración resistente a 2000Hz
8. Propiedades físicas para sistemas de vuelo
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Propiedad |
Valor |
Importancia aeroespacial |
|
Densidad |
2.78 g/cm³ |
30% más ligero que el titanio |
|
CTE (20-150 grado) |
22.7 μm/m · grado |
Emparejado con compuestos de carbono |
|
Conductividad térmica |
138 W/m·K |
Eficiencia de enfriamiento de aviónica |
|
Resistividad eléctrica |
44 nΩ·m |
EMI Efectividad de blindaje |
|
Módulo elástico |
73 GPA |
Optimización de flexión del ala |
|
Capacidad de amortiguación |
0.003 |
Atenuación de vibración |
|
Susceptibilidad magnética |
0.72×10⁻⁶ |
No interferencia con sensores |
|
Hardidad criogénica (-196 grado) |
42 MPA√m |
Compatibilidad del sistema LH2/LOX |
9. Verificación de calidad y certificación aeroespacial
Evaluación no destructiva:
Array Phased UT: sondas de 15 MHz (detectar fallas de 0.3 mm)
Tomografía de rayos X: resolución de vóxel de 5 μm
Matriz de corriente de Eddy: detección de grietas de 0.2 mm
Inspección termográfica: resolución del subsuelo de 2 μm
Mapeo de estrés residual: XRD con tamaño de mancha de 10 μm
Prueba de certificación:
Prueba de fatiga: capacidad de ciclo de 10⁹
Prueba de fluencia: 10, 000 hr/150 grados
SCC Threshold: >120 MPa por ASTM G47
Resistencia a la inflamabilidad: FAR 25.853 Cumplante
Desgasificación:<1.0% TML, <0.1% CVCM per ESA ECSS
Aprobaciones de la industria:
AS9100 Gestión de calidad aeroespacial
NADCAP AC7117 NDE Proceso especial
MIL-F -83142 Certificación de perdidas
Aprobación de producción EASA 21G
Cumplimiento de registro de ITAR
10. Aplicaciones aeroespaciales
Usos aeroespaciales primarios:
Enlaces de torque del tren de aterrizaje
Ejes del rotor de helicóptero
Cilindros del actuador hidráulico
Botes de lanzamiento de misiles
Armaduras de naves espaciales
Carcasas del compresor de motor de reacción
Pistas de aleta del ala
Enlaces de control de vuelo
Embalaje y manejo:
Envoltura de aluminio VCI con purgado de nitrógeno
Contenedores controlados por desecante
Manejo de hondas de nylon no marcadas
Protocolos de ensamblaje de la sala limpia
AS6081 Protección falsificada
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