航空航天应用的铝和不锈钢零件
在为航空航天应用创建零件时，需要考虑许多因素，例如零件的形状、重量和耐用性。这些因素都会影响飞机的飞行价值。多年来，航空航天应用的首选材料一直是铝。然而，在现代喷气式飞机中，它只占结构的20%。由于对轻型飞机的需求，现代航空航天工业对碳增强聚合物和蜂窝材料等复合材料的使用不断增加。近年来，航空航天制造商开始研究铝的替代品，其中之一是航空级不锈钢。这种不锈钢在新飞机部件中的使用有所增加。这篇文章将解释铝和不锈钢在现代飞机中的用途和区别。
铝是一种相对较轻的材料，重量约为2.7 g/cm3（克每立方厘米）。虽然铝比不锈钢更轻、更便宜，但铝的强度和耐腐蚀性不如不锈钢。在耐用性和强度方面，不锈钢优于铝。
尽管铝在航空航天生产的许多方面的使用有所下降，但铝仍广泛用于现代飞机。对于许多特定用途，铝仍然是坚固、轻的材料。由于其高延展性，它易于加工并且与许多复合材料或钛相比相对便宜。它还可以通过与其他金属（例如铜、镁、锰和锌）合金化或通过冷或热处理来进一步增强。当铝暴露在空气中时，紧密的化学氧化物键将铝与环境隔离开来。此功能使其具有极强的耐腐蚀性。
用于制造航空零件的最流行的铝合金包括：
铝合金7075（铝/锌）
铝合金7475-02（铝/锌/镁/硅/铬）
铝合金6061（铝/镁/硅）
7075是铝和锌的组合，是航空航天应用中最常用的合金，具有优异的机械性能、延展性、强度和抗疲劳性。7475-02是铝、锌、硅和铬的组合，而6061则包含铝、镁和硅。需要哪种合金完全取决于最终部件的预期应用。虽然许多铝制飞机部件纯粹是装饰性的，但某些部件对飞机的功能至关重要，并且必须具有特定的特性。
航空航天工业中常用的一种铝合金是铝钪。在铝中添加钪可增强金属的强度和耐热能力。铝钪的使用还可以提高燃料效率。由于它是钢和钛等致密材料的替代品，因此用更轻的铝钪替代这些材料可以减轻重量，从而提供更高的燃油效率。
用于航空航天应用的
在航空航天工业中，与铝相比，不锈钢似乎是一个令人惊讶的选择。尽管不锈钢具有更大的重量，但最近发现它在航空航天应用中的使用增加。不锈钢是指含有至少11%铬的铁基合金家族，铬是一种防止铁腐蚀并提供耐热性的化合物。不同类型的不锈钢包括元素氮、铝、硅、硫、钛、镍、铜、硒、铌和钼。
不锈钢的类型已分级并用三位数字表示。虽然经常使用的不锈钢只有十分之一左右，但不锈钢型号却有150多个。此外，不锈钢可以制成薄板、板、棒、线和管，使其可用于各种应用。主要有五个不锈钢组，主要按其晶体结构分类。这些组是奥氏体、铁素体、马氏体、双相和沉淀硬化不锈钢。
如上所述，不锈钢是由钢和铬组合而成的合金。不锈钢的强度与合金中铬的含量直接相关。铬含量越高，钢越坚固。已经发现不锈钢合金的使用增加了需要高强度但可以应对增加的重量的飞机部件。不锈钢具有高耐腐蚀性和耐高温性，使其适用于一系列航空航天部件，包括执行器、紧固件和起落架部件。
好处：
虽然比铝强，但不锈钢通常要重得多。但是，与铝相比，不锈钢零件有两个主要优点：
不锈钢具有高耐腐蚀性。
不锈钢对三氧化铁的抵抗力是由于合金中存在铬，铬形成钝化膜以保护材料免受腐蚀。无论是来自大气条件还是化学溶剂，不锈钢都具有很高的耐腐蚀性。由于其保护性氧化层，不锈钢可防止氧化和腐蚀。事实上，当暴露在氧气中时，膜实际上可以自我修复。耐腐蚀和耐污染、低维护成本和熟悉的光泽使不锈钢成为需要强度和耐腐蚀性的应用中的常见材料。
不锈钢更坚固，更耐磨。
不锈钢具有比铝更高的抗拉强度，可以更好地承受应力、振动、划痕、冲击和损坏。例如，304级不锈钢的极限抗拉强度高于铝，分别为505MPa (73,200 psi)和310MPa (45,000 psi)。
不锈钢的剪切模量和熔点也高于铝。
这些特性对于许多航空航天部件至关重要，并使不锈钢部件成为航空航天应用的多功能选择。
不锈钢的其他优点包括其优异的耐热性和耐火性，光亮、美观，以及优良的卫生品质。不锈钢也易于制造，当飞机的所有部件必须焊接、加工或切割成精确的规格时，这是一个重要的考虑因素。最后，某些不锈钢合金具有极高的抗冲击性，这是影响大型飞机安全性和耐用性的重要因素。
结论
随着时间的推移，航天工业变得越来越多样化，现代航天飞行器更可能采用不锈钢机身或机身制造。尽管价格较高，但它们也比铝坚固得多，并且根据所使用的等级，仍然可以提供出色的强度重量比。
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