航空アルミニウム棒: 合金グレード、特性および仕様

航空宇宙産業が金属全般ではなく棒と棒を購入する理由

航空宇宙分野のアルミニウム合金の重量は約 2.70 ～ 2.83 g/cm3 で、鋼鉄の約 3 分の 1 ですが、最も強い 7xxx 焼き戻しは、572 MPa 近くの典型的な引張強さに達します。この組み合わせにより、-対-重量比の構造用鋼が同じエンベロープ内で匹敵することのできない強度が得られます。そのため、一次構造が複合材料に移行した場合でも、アルミニウムが機械加工されたフィッティング、フレーム、留め具の主要な機体金属であり続けています。

ロッドとバーは、フレーム、ブラケット、継手などの機械加工された構造部品という 3 つの広範なジョブの開始形状です。リベットやボルトなどの締結具。最終機械加工の前に形成または鍛造されるコンポーネント。これらのケースのいずれにおいても、購入者は一般的にアルミニウムを購入するわけではありません。注文では合金、質、製品の形状、サイズ範囲、および規定の仕様が指定され、材料はその仕様に照らしてテストされます。それが航空グレードの実際的な意味です。文書化された化学物質、テストされた特性、追跡可能なロットです。

合金族とグレード

2xxx、Al-Cu-Mg、ダメージ耐性あり。2024 は疲労重要部品の基準合金です。-登録されている限度は銅 3.8-4.9%、マグネシウム 1.2-1.8%、マンガン 0.3-0.9% で、T3 および T351 焼き戻しでの典型的な引張強さは約 469 MPa で、疲労亀裂の成長に対して優れた耐性を備えています。胴体の外皮、ストリンガー、機械加工された継手などに使用されます。棒、ロッド、ワイヤは AMS-QQ-A-225/6 に供給され、T4 または T351 状態の圧延または冷間仕上げ棒は AMS 4120 に供給されます。T351 焼戻しは溶体化熱処理され、制御された伸びによって応力が軽減され、機械加工中の寸法安定性が向上します. 2117-T4、銅 2.2 ～ 3.0% を含む低銅リベット合金、およびマグネシウム 0.20 ～ 0.50%、引き続き冷間圧造リベットに使用されます。

7xxx、Al-Zn-Mg-Cu、最高強度。7075 は強度が重要な標準的な選択肢です。登録されている制限値は、亜鉛 5.1-6.1%、マグネシウム 2.1-2.9%、銅 1.2-2.0%、クロム 0.18～0.28% です。 T6 焼き戻しでは、約 572 MPa の典型的な引張強さを実現しますが、応力腐食割れの影響を受けやすく、その敏感さは合金の変更ではなく焼き戻しの選択によって管理されます。バーとロッドは、一般仕様として AMS-QQ-A-225/9 または ASTM B211 に供給されます。

6xxx、Al-Mg-Si、耐食性と溶接可能。マグネシウム 0.8 ～ 1.2% とシリコン 0.40 ～ 0.8% を含む 6061 は、このグループの一般的なエンジニアリング合金です。 T6 焼き戻しでは、シートとプレートに対して指定された最小引張強度 290 MPa と最小降伏強度 240 MPa を達成し、機械加工と溶接が良好に行われます。強度は 7075 よりもはるかに低いため、高負荷のかかる一次部品ではなく、ブラケット、フィッティング、および二次構造に選択されます。ロッドとバーは AMS 4117 および ASTM B211 の対象となります。

気性とストレスの-腐食のトレードオフ-

この取引は意図的であり、十分に文書化されています。7075 を T73 に過度に時​​効すると、強度が約 10 分の 1 に低下し、応力腐食割れに対する耐性が大幅に向上します。そのため、T6 が引張試験機でより強度をテストする場合でも、厚い部分や短横方向に荷重がかかる部品は通常 T73 または T7351 で指定されるのはそのためです。{0}

仕様、テスト、トレーサビリティ

航空発注書には、合金、質質、製品の形状、サイズ、準拠仕様、および必要な試験報告書を記載する必要があります。化学的性質は合金の登録された制限に照らして検証され、機械的特性は完成品または製品から切り取られた試験片の引張試験によって検証され、熱処理は現地の実践ではなく、AMS 2770 などの管理されたスケジュールに従って実行されます。

非破壊検査は、部品の重要度を追跡します。- ASTM E1417 に準拠した液体浸透検査は完成品の表面の不連続性を見つけるために使用され、ASTM E2375 に準拠した超音波検査は機械加工前の棒材やプレートの内部欠陥を探すために使用されます。トレーサビリティとは、熱番号、工場証明書、完成部品をリンクできることを意味します。このリンクがなければ、あらゆる機械的要件を満たす材料であっても、耐空在庫とは言えません。

ポイントを購入する

証明書を注文書の行ごとに確認してください: 合金、質質、形状、サイズ、仕様番号と改訂、熱価、および材料が適合しているという記述ではなく、実際のテスト値。 T351 バーは伸張によって応力が緩和されますが、T4 は伸張によって応力が緩和されないため、供給条件を確認してください。また、薄肉を加工する場合、この 2 つのバーは異なる動作をします。バーは真っ直ぐにされることが多く、真っ直ぐにされた 7xxx 製品には残留応力がかかり、加工中に部品が動く可能性があるため、表面の状態と真直度を確認してください。最後に、サイズ公差と検査レベルを確認します。これらは、荷物の受け取り時に拒否される原因となることが多いためです。

よくある質問

Q:どの航空ロッド合金が最も強いですか?
A: T6 焼き戻しの 7075、典型的な引張強度は約 572 MPa です。部品が短い横方向に負荷がかかる場合、または部品が厚い場合は、通常、代わりに T73 または T7351 が指定され、応力腐食耐性を大幅に向上させるために強度が約 10% 低下します。-

Q:航空グレードとは実際には何を意味しますか?
A: 仕様管理とテストおよびトレーサビリティ。材料は AMS-QQ-A-225/9 などの書面仕様に基づいて製造およびテストされており、証明書上の熱番号は完成品まで追跡できます。これは軍用グレードを意味するものではなく、別の金属を表すものでもありません。

Q:2024-T351 は 2024-T4 よりも加工が簡単なのはなぜですか?
A: T351 の焼き戻しには、溶体化熱処理後の制御された延伸操作が含まれており、これにより焼き入れ-によって引き起こされる応力が軽減されます。材料を除去する間、パーツはより平らな状態を保つため、薄い壁でも寸法がより良く保持されます。

Q:航空用ロッドは溶接できますか?
A: 6061 は容易に溶接できますが、2xxx および 7xxx 合金は一般に航空宇宙構造部品として溶接されません。機械加工されたり、リベット止めされたり、ボルト止めされたりします。 7075 部品の溶接は、熱の影響を受けた部分の強度が低下し、亀裂が生じやすくなるため、修理方法ではありません。-

Q:発送にはどのような書類を添付する必要がありますか?
A: 指定された仕様および改訂に対する化学および機械的結果と熱番号を記載した工場証明書または適合証明書。さらに、図面または発注書で要求される{0}}非破壊検査報告書と熱処理記録{1}}。