Peças Aeroespaciais Premium em Alumínio e Aço Inoxidável – Leves, Duráveis, Alto Desempenho

Ao criar peças para aplicações aeroespaciais, muitos fatores precisam ser considerados, como forma, peso e durabilidade da peça. Esses fatores afetarão o valor de voo da aeronave. Por muitos anos, o material de escolha para aplicações aeroespaciais tem sido alumínio. No entanto, em aeronaves a jato modernas, ele representa apenas 20% da estrutura.

No entanto, devido à demanda por aeronaves leves, o uso de materiais compostos como polímeros reforçados com carbono e materiais de favo de mel continua a aumentar na indústria aeroespacial moderna. Nos últimos anos, fabricantes aeroespaciais começaram a estudar alternativas ao alumínio, uma das quais é aço inoxidável de grau aeroespacial. O uso deste aço inoxidável em novos componentes de aeronaves aumentou. Este post explicará o uso e diferença entre alumínio e aço inoxidável em aeronaves modernas.

Peças de Alumínio para Aplicações Aeroespaciais

O alumínio é um material relativamente leve, pesando aproximadamente 2,7 g/cm³ (gramas por centímetro cúbico). Embora o alumínio seja mais leve e mais barato que o aço inoxidável, o alumínio não é tão forte e resistente à corrosão quanto o aço inoxidável. Em termos de durabilidade e resistência, o aço inoxidável é superior ao alumínio.

Embora o uso de alumínio tenha diminuído em muitos aspectos da produção aeroespacial, o alumínio ainda é amplamente usado em aeronaves modernas. Para muitos propósitos específicos, o alumínio ainda é o material mais forte e leve. Devido à sua alta ductilidade, é fácil de processar e é relativamente barato comparado a muitos materiais compostos ou titânio. Também pode ser ainda melhorado pela liga com outros metais (como cobre, magnésio, manganês e zinco) ou por tratamento a frio ou calor. Quando o alumínio é exposto ao ar, as ligações químicas de óxido próximas isolam o alumínio do ambiente. Esta característica o torna extremamente resistente à corrosão.

As ligas de alumínio mais populares usadas na fabricação de peças aeroespaciais incluem:

• Liga de alumínio 7075 (alumínio/zinco)
• Liga de alumínio 7475-02 (alumínio/zinco/magnésio/silício/cromo)
• Liga de alumínio 6061 (alumínio/magnésio/silício)

7075 é uma combinação de alumínio e zinco e é a liga mais comumente usada em aplicações aeroespaciais com excelentes propriedades mecânicas, ductilidade, resistência e resistência à fadiga.

7475-02 é uma combinação de alumínio, zinco, silício e cromo, enquanto 6061 contém alumínio, magnésio e silício. Qual liga é necessária depende inteiramente da aplicação pretendida da peça final. Embora muitas peças de aeronaves de alumínio sejam puramente decorativas, certas peças são essenciais para a função da aeronave e devem ter características específicas.

Um tipo comum de liga de alumínio usada na indústria aeroespacial é alumínio-escândio. A adição de escândio ao alumínio reforça a resistência do metal e capacidade de resistir ao calor. O uso de alumínio-escândio também pode aumentar a eficiência de combustível. Como é uma alternativa a materiais mais densos como aço e titânio, a substituição destes por alumínio-escândio mais leve leva à redução de peso, que por sua vez proporciona maior eficiência de combustível.

Peças de Aço Inoxidável para Aplicações Aeroespaciais

Na indústria aeroespacial, o aço inoxidável parece ser uma escolha surpreendente comparado ao alumínio. Embora o aço inoxidável tenha maior peso, recentemente foi encontrado para aumentar seu uso em aplicações aeroespaciais.

O aço inoxidável refere-se à família de ligas à base de ferro contendo pelo menos 11% de cromo, que é um composto que previne corrosão do ferro e fornece resistência ao calor. Diferentes tipos de aço inoxidável incluem os elementos nitrogênio, alumínio, silício, enxofre, titânio, níquel, cobre, selênio, nióbio e molibdênio. O tipo de aço inoxidável foi classificado e representado por três dígitos. Embora o aço inoxidável frequentemente usado seja apenas cerca de um décimo, existem mais de 150 graus de aço inoxidável. Além disso, o aço inoxidável pode ser formado em chapas finas, placas, barras, fios e tubos, tornando-o útil para uma variedade de aplicações. Existem cinco grupos principais de aço inoxidável, classificados principalmente por sua estrutura cristalina. Estes grupos são austenítico, ferrítico, martensítico, duplex e aço inoxidável de endurecimento por precipitação.

Como mencionado acima, o aço inoxidável é uma liga feita por uma combinação de aço e cromo. A resistência do aço inoxidável está diretamente relacionada ao teor de cromo na liga. Quanto maior o teor de cromo, mais forte o aço. O uso de ligas de aço inoxidável foi encontrado para aumentar em componentes de aeronaves que requerem alta resistência mas podem lidar com o peso aumentado. O aço inoxidável tem alta resistência à corrosão e alta resistência à temperatura, tornando-o adequado para uma gama de componentes aeroespaciais, incluindo atuadores, fixadores e componentes de trem de pouso.

Vantagens:

Embora mais forte que o alumínio, o aço inoxidável é geralmente muito mais pesado. No entanto, comparado com o alumínio, as peças de aço inoxidável têm duas vantagens principais:

O Aço Inoxidável Tem Alta Resistência à Corrosão.

A resistência do aço inoxidável ao trióxido de ferro é devida à presença de cromo na liga, que forma uma película de passivação para proteger o material da corrosão. Seja de condições atmosféricas ou solventes químicos, o aço inoxidável tem alta resistência à corrosão. Devido à sua camada protetora de óxido, o aço inoxidável previne oxidação e corrosão. Na verdade, quando exposto ao oxigênio, a película pode realmente se auto-reparar. Resistência à corrosão e poluição, baixos custos de manutenção, e brilho familiar tornam o aço inoxidável um material comum em aplicações que requerem resistência e resistência à corrosão.

O Aço Inoxidável é Mais Forte e Mais Resistente ao Desgaste.

O aço inoxidável tem uma resistência à tração maior que o alumínio e pode suportar melhor estresse, vibração, arranhões, impacto e danos. Por exemplo, a resistência à tração final do aço inoxidável grau 304 é maior que a do alumínio, em 505 MPa (73.200 psi) e 310 MPa (45.000 psi) respectivamente.

O Módulo de Cisalhamento e Ponto de Fusão do Aço Inoxidável Também São Maiores Que o do Alumínio.

Estas características são essenciais para muitas peças aeroespaciais e tornam as peças de aço inoxidável uma escolha versátil para aplicações aeroespaciais.

Outras vantagens do aço inoxidável incluem sua excelente resistência ao calor e fogo, aparência brilhante e bonita, e excelentes qualidades higiênicas. O aço inoxidável também é fácil de fabricar, que é uma consideração importante quando todas as peças da aeronave devem ser soldadas, usinadas ou cortadas com especificações precisas. Finalmente, certas ligas de aço inoxidável têm resistência ao impacto extremamente alta, que é um fator importante na segurança e durabilidade de grandes aeronaves.

Conclusão

Com o passar do tempo, a indústria aeroespacial tornou-se cada vez mais diversificada, e veículos aeroespaciais modernos são mais propensos a serem fabricados com fuselagem ou estrutura de aço inoxidável. Apesar do preço mais alto, eles também são muito mais fortes que o alumínio, e dependendo do grau usado, ainda podem fornecer uma excelente relação resistência-peso.

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