Сплавы алюминия в авиастроении. Классификация, методы получения, свойства, применение.

ВВЕДЕНИЕ 4
Алюминий 6
История открытия 6
Способы получения алюминия 6
Применение в авиастроении 8
Классификация 9
Деформируемые (конструкционные) алюминиевые сплавы 9
Литейные алюминиевые сплавы 11
Листовой алюминий 11
Структурные свойства сплавов алюминия 12
Фазовые диаграммы 14
Дюралюминий Д16 17
История создания 17
Функциональные свойства сплава Д16. 17
Теплофизические и физико-механические свойства сплава 18
Получение дюралюминия Д16 20
Применение Д16 в авиастроении 21
Способы улучшения функциональных свойств Д16 22
Заключение 27
Источники литературы 27

Весь текст будет доступен после покупки

Современное авиастроение предъявляет высочайшие требования к материалам, используемым в конструкции летательных аппаратов. Одними из ключевых материалов, обладающий такими свойствами, как лёгкость, прочность, коррозионная стойкость, являются алюминий и его сплавы. Они играют главную роль материалов для конструкций самолётов, вертолётов и космических аппаратов, которые в экстремальных условиях всегда испытывают на себе температурные перепады и механические нагрузки.
Алюминий и его сплавы обладают удивительными свойствами: низкой плотностью, высокой удельной прочностью, хорошей теплопроводностью и электропроводностью, а также устойчивостью к воздействию окружающей среды. Именно из-за этого они широко применяются в авиации – от обшивки фюзеляжа и крыльев до силовых элементов и деталей двигателей. Однако для разных задач требуются сплавы с различными характеристиками, что привело к созданию множества марок алюминиевых композиций, каждая из которых оптимизирована под определённые условия эксплуатации.
Особое место среди алюминиевых сплавов занимает диралюмин (дюралюминий), в частности, сплав Д16, который стал одним из символов авиационного материаловедения. Разработанный в начале XX века, этот сплав на основе системы Al-Cu-Mg с добавками марганца продемонстрировал выдающиеся прочностные характеристики после термической обработки, что позволило значительно снизить массу самолётов без потери их конструкционной жёсткости.
В данной курсовой работе рассматриваются классификация алюминиевых сплавов, используемых в авиастроении, их методы получения, основные свойства и области применения. Особое внимание уделено диралюминию Д16: его химическому составу, механическим и технологическим характеристикам, способам упрочнения и примерам использования в современных и исторических авиационных конструкциях.

Весь текст будет доступен после покупки

Алюминий (Al) занимает третье место среди самых распространенных металлов на Земле, уступая лишь железу и кислороду. В природе он редко встречается в чистом виде, однако благодаря современным технологиям его получают в виде легкого серебристого металла с выраженными парамагнитными свойствами.
Отличительными особенностями алюминия являются:
• высокая теплопроводность, сравнимая с медью;
• отличная электропроводность, что делает его востребованным в электротехнике;
• пластичность, позволяющая использовать методы литья, штамповки и механической обработки;
• коррозионная стойкость благодаря мгновенному образованию защитной оксидной пленки.
Благодаря своим уникальным свойствам алюминий и его сплавы нашли применение в ключевых отраслях: авиастроении, автомобилестроении, энергетике, строительстве и даже пищевой промышленности. Его ценят за оптимальное сочетание легкости, прочности и устойчивости к внешним воздействиям.
Путем легирования (добавления меди, магния, кремния и других элементов) создаются сплавы с улучшенными характеристиками — повышенной твердостью, жаропрочностью или пластичностью. Это расширяет сферу использования алюминия: от сверхлегких авиационных конструкций до тончайшей упаковочной фольги и бытовых предметов [1].
История открытия
История авиационных алюминиевых сплавов начинается в 1909 году, когда немецкий металлург Альфред Вильм сделал важное открытие. Проводя эксперименты с алюминием и добавлением небольших количеств меди и марганца, он закалил полученный сплав при температуре 500 °C, а затем резко охладил его. В результате такой обработки сплав приобрел уникальные свойства.

Весь текст будет доступен после покупки

[1] Интернет-источник. Блог. Марки алюминия и алюминиевых сплавов, их свойства и области применения. https://uptk65.ru/blog/marki-alyuminiya-i-alyuminievyh-splavov/?ysclid=ma46nl2p9r693774511 (Дата обращения 30.04.2025 г.)
[2] Техническая статья «Авиационный алюминий: характеристики» https://www.alfa-industry.ru/news/115/106017/ (Дата обращения 30.04.2025)
[3] Интернет-статья «Технология производства алюминия». https://www.alfa-industry.ru/news/115/106017/?ysclid=ma46rogfm974813086 (Дата обращения 30.04.2025)
[4] Кушебина А.К Статья «Анализ свойств алюминия в нано- и микроструктурах». https://eduherald.ru/article/view?id=14290&utm_source=yandex.ru&utm_medium=organic&utm_campaign=yandex.ru&utm_referrer=yandex.ru (Дата обращения 30.04.2025)
[5] Ю.М Лахтин, В.П Леонтьева Материаловедение: Учебник для высших технических заведений. – 4-е изд., стр 384. https://djvu.online/file/OtddrQw4yX3Zf (Дата обращения 30.04.2025)
[6] А.Р.Луц, А.А. Суслина, Алюминий и его сплавы: Учебное пособие Самар. гос. техн. ун-т, 2013 https://nov.technocentr-vrn.ru/images/Spr_tehnologa/Materiali/Cvetnie_splavi/Al-i-cplavj-Camara.pdf (Дата обращения 30.04.2025)
[7] Симонов В.Н., Пучков Ю.А., Андреев П.П., Теория термической и химико термической обработки. – 2014. – Москва. С. 26-28 https://press.bmstu.ru/catalog/item/509 (Дата обращения 30.04.2025)
[8] Статья «Дюралюминий» https://ru.wikipedia.org/wiki/Дюралюминий (Дата обращения 30.04.2025)
[9] Дронов А.А., Ваулина О.Ю. Влияние термической обработки на свойства и структуру алюминиевого сплава Д16// Материалы и технологии новых поколений в современном материаловедении: сборник трудов международной конференции, Томск, 9 - 11 Июня 2016. - Томск: ТПУ, 2016 - C. 116-120. https://earchive.tpu.ru/handle/11683/28737 (Дата обращения 30.04.2025)

Весь текст будет доступен после покупки