فولاد ضد زنگ در صنعت هوانوردی مدرن

هوانوردی امروزه یکی از راه‌های فراگیر ارتباطی بین کشورها، شهرها، مردم و فرهنگ‌های مختلف است. البته صنعت هوایی تنها محدود به سفر هوایی نمی‌شود؛ بلکه شامل شرکت‌های هواپیماسازی، هواپیماهای نظامی و شرکت‌های سرمایه‌گذاری پژوهش‌محور و دامنه وسیعی از موضوعات صنعتی پیشرفته می‌باشد. هوانوردی یکی از برترین صنایع برای توسعه اقتصاد و تجارت جهانی است. در این صنعت از فولاد ضد زنگ نیز بهره برده می‌شود؛ به همین علت قصد داریم به بررسی کاربرد فولاد در صنعت هواپیماسازی بپردازیم. پس تا انتهای مطلب همراه ما باشید.

بررسی کاربرد فولاد در صنعت هواپیماسازی

استفاده از فولاد ضد زنگ در صنعت هوانوردی

هواپیماهای مدرن در مقایسه با نمونه‌های قدیمی‌ بسیار کارآمد هستند؛ زیرا مهندسی منحصربه‌فرد و نوآوری بسیاری در آن‌ها مشاهده می‌شود. وسایل نقلیه هوایی مخصوص کار در ارتفاعات بالا هستند و می‌توان برای مقاصد و سفرهای طولانی از آن‌ها بهره برد. هواپیماها می‌توانند در معرض خطرات و شرایط محیطی سختی قرار بگیرند که شامل دماهای مختلف، تغییرات شدید آب‌وهوایی، خوردگی، آتش‌سوزی و ضربه هستند.

همچنین بارهای ناشی از وزن سوخت و محموله‌ها نیز می‌توانند باعث وارد شدن تنش‌هایی به اجزا هواپیماها شوند. از همه مهم‌تر ایمنی است؛ درحالی که صدها مسافر را برای مسافت‌های طولانی در ارتفاع بالا حمل می‌کنند باید آسایش خاطر همه نیز فراهم باشد. مهندس هوا فضا مواد و اجزای ترکیبی را برای غلبه بر چالش‌های پیش روی صنعت هوانوردی در ارتباط با ایمنی به عنوان بالاترین اولویت در نظر دارند و استنلس استیل یکی از پیشرفته‌ترین مواد در این بین است. در اینجا است که نقش و کاربرد استنلس استیل در صنعت هواپیمایی پررنگ می‌شود.

بیشتر بخوانید: آشنایی با انواع آلیاژ استیل و خواص آن‌ها

غلبه به چالش‌های موجود با کمک فولاد ضد زنگ

یکی از بهترین آلیاژها برای طراحی و ساخت اجزا هواپیماها فولاد ضد زنگ است. در واقع کاربرد فولاد در صنعت هواپیماسازی با پیشرفت آلیاژهای استیل، بسیار پررنگ شده و نمی‌توان از نقش اساسی آن چشم‌پوشی کرد. هواپیماها برای اینکه بتوانند در شرایط عملیاتی سخت و پیچیده‌ای که دارند بهترین عملکرد را نشان دهند، باید دارای ویژگی‌های مختلف باشند. فولاد ضد زنگ با داشتن بهترین خواص مکانیکی می‌تواند همان انتخاب مناسب باشد. این خواص مکانیکی پارامترهای مختلفی را شامل می‌شوند؛ از جمله: استحکام کششی، مقاومت در برابر خوردگی، سختی، جوش‌پذیری، انبساط حرارتی، شکل‌پذیری، مقاومت در برابر ضربه، قابلیت ریخته‌گری و… . فولاد ضد زنگ قابلیت‌های ساخت و سازگاری خوبی با انواع فرایندهای تولید را دارد و می‌توان با کمک روش‌های مختلف و خاص آن‌ها را جوش داد و به‌منظور ساخت قطعات مختلف هواپیما نسبت به ماشین‌کاری آن‌ها اقدام کرد.

آلیاژهای فولاد ضد زنگ برای هوا و فضا در برابر برودت، حرارت، آتش و ضربه مقام هستند. ضدعفونی‌کردن آن‌ها بسیار راحت است و می‌توان ویژگی‌های منحصربه‌فرد آن‌ها را نیز حفظ کرد. یکی از انواع فولاد ضد زنگ، استیل داپلکس است. این نوع از استیل در مقایسه با گریدهای معمول، استحکام مکانیکی و مقاومت بالایی در برابر خوردگی دارد؛ ازاین‌رو اگر محصول تولیدشده توسط این فولاد در معرض جو خورنده قرار بگیرد، می‌تواند مقاومت بالایی از خود به نمایش بگذارد.

فولاد ضد زنگ دارای ویژگی مهم نسبت استحکام به وزن بالا است. ازآنجایی‌که هواپیما باید بتواند وزن مسافران و محموله‌ها را تحمل کند، پس به یک آلیاژ مستحکم با وزن کم‌تر نیاز دارد. در این شرایط می‌توانید به کاربرد فولاد در صنعت هواپیماسازی پی ببرید. فولاد ضد زنگ ایمنی و دوام بالایی دارد و می‌تواند برای سال‌ها مورد استفاده قرار بگیرد.

بیشتر بخوانید: فولادهای ضد زنگ سری 300

گذشتن از چالش‌ها با کمک فولاد ضد زنگ

کاربرد فولاد ضد زنگ در هواپیما

کاربرد فولاد ضد زنگ در هوافضا و هوانوردی طیف گسترده‌ای از موارد را به خود اختصاص داده است. استفاده از این آلیاژها در ساخت انواع قطعات هواپیما رایج است که در بخش زیر به معرفی چند نمونه از آن‌ها خواهیم پرداخت.

• مخازن سوخت

از کاربردهای فولاد ضد زنگ می‌توانیم به ساخت مخازن سوخت اشاره کنیم. مخازن سوخت همواره در معرض مواد شیمیایی خورنده هستند. فولاد ضد زنگ یکی از مقاوم‌ترین آلیاژها در برابر خوردگی است و می‌تواند از مخازن در برابر دماهای بالا محافظت به عمل بیاورد.

• اتصالات و پیچ و مهره‌ها

اتصالات و پیچ و مهره‌های ساخته شده از فولاد ضد زنگ ، در طراحی هواپیما بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرند. در واقع این نوع اتصالات نقش پیوند بین اجزای مختلف به یک‌دیگر را ایفا می‌کنند. اتصالاتی که در بخش‌هایی همچون چرخ‌ها، مکانیزم‌ها، بال‌ها، موتور و کابین خلبان دیده می‌شوند.

کاربردهای متنوع استنلس استیل در ساخت هواپیما

• موتور و قطعات اگزوز

موتور و قطعات اگزوز همواره تحت‌فشار و دماهای بالا هستند؛ به همین علت برای اینکه بتوان از واردآمدن آسیب‌ها جلوگیری کرد، می‌توان از فولاد ضد زنگ بهره برد. در واقع این آلیاژ می‌تواند ایمنی طولانی‌مدت را تضمین کند. استفاده از استنلس استیل در موتور هواپیما یک انتخاب ایده‌آل است البته با درنظر گرفتن شرایط و نیازهای عملکردی.

• سیستم و مکانیزم فرود

فشار ضربه و نیروهای اصطکاک در هنگام فرود هواپیما بسیار بالا و مهار آن‌ها چالش بزرگی است. فولاد زنگ نزن استحکام کششی بالایی دارد و می‌تواند مقاومت بالایی در برابر ضربه از خود نشان دهد.

گریدهای فولاد ضد زنگ مورد استفاده در صنعت هوانوردی

کاربرد فولاد در صنعت هواپیماسازی بیشتر مربوط به گریدهای مختلف استنلس استیل است. یکی از انواع رایج فولاد ضد زنگ، فولادهای آستنیتی هستند که بیشترین کاربرد را در صنعت هواپیماسازی دارند. گرید استنلس استیل 304 بسیار کاربردی بوده و دلیل آن به‌خاطر بهره‌مندی از خواص مکانیکی فوق‌العاده همچون جوش‌پذیری، شکل‌پذیری و ماشین‌کاری است. لازم به ذکر است فولاد آستنیتی گرید 304 می‌تواند مقاومت خوبی در برابر خوردگی ایجاد کند.

گرید های مختلف استیل در صنایع هوافضا چه کاربردی دارد؟

امروزه استیل در صنایع هوافضا به دلیل ویژگی‌های بسیار خوب و طول عمر بالا، در ساخت بدنه، موتور و دیگر سیستم‌های هواپیما‌ها کاربرد بسیار زیادی دارد. استنلس استیل در اجزای مختلف قطعات صنعت هوانوردی مورد استفاده قرار می‌گیرد. یکی از ویژگی‌های استیل در صنایع هوافضا این است که استیل می‌تواند دماهای بالا و پایین را تحمل کرده و ویژگی‌های خود را حفظ کند. در ادامه این مطلب قصد داریم استیل در صنایع هوافضا را بیشتر مورد بررسی قرار دهیم.

همانطور که در مقدمه نیز گفتیم استیل در صنایع هوافضا کاربرد وسیعی دارد. استنلس استیل علاوه بر کاربرد در صنایع هوافضا در صنایع بسیار زیادی مورد استفاده قرار می‌گیرد. ویژگی‌هایی نظیر مقاومت در برابر خوردگی بسیار خوب، قابلیت استفاده در بازه‌ دمایی وسیع، استحکام بالا نسبت به وزن، دوام و طول عمر از ویژگی‌هایی است که می‌تواند کاربرد استیل را بیشتر از پیش کند. گریدهای مختلف استنلس استیل یا فولاد زنگ نزن دارای ویژگی‌های مختلفی هستند که سبب می‌شود که بتوان از این طیف وسیع استیل در صنایع هوافضا استفاده کرد. در مقالات قبلی و در بخش اطلاعات کلیدی استیل در سایت استیل رخ درباره گریدهای مختلف استیل و ویژگی‌های آن‌ها مقالاتی تهیه کردیم که می توانید از آن‌ها استفاده کنید. اما در این مطلب به طور خلاصه به برخی از گریدهای پرکاربرد استیل در صنایع هوافضا نگاهی می‌‌اندازیم و برخی از ویژگی‌های آن‌ها را شرح می‌دهیم.

استیل 304: این گرید استیل یکی از پرکاربردترین گریدهای استیل در صنایع مختلف است. گرید 304 را در صنایع نفت و گاز ، ساختمان سازی، کاربردهای دکوراتیو، صنایع غذایی، لوازم پزشکی و … می‌توان مشاهده کرد. علت کاربرد گسترده این گرید قیمت مناسب، مقاومت بسیار خوب در برابر خوردگی و استحکام بالای آن است. این گرید استیل در صنایع هوافضا نیز کاربرد گسترده‌ای دارد. به دلیل مقاومت بسیار خوب در برابر خوردگی، قابلیت جوش‌پذیری، قابلیت شکل‌پذیری و قابلیت ماشینکاری بالا، استفاده گسترده‌ای از آن در ساخت هواپیما می‌شود.

استیل 321: این گرید استیل در صنایع هوافضا به دلیل قابلیت تحمل دمای بالا مورد استفاده قرار می‌گیرد. استیل 321 می‌تواند تا دمای 870 درجه سانتی‌گراد در برابر حرارت مقاوم باشد. همچنین ویژگی‌ مهم استیل 321 قابلیت حفظ مقاومت به اکسیداسیون در دمای 480 درجه سانتی‌گراد است که می‌تواند مهم‌ترین ویژگی‌ این استیل در صنایع هوافضا باشد. علاوه بر این ویژگی، استیل 321 قابلیت ماشینکاری بسیار خوبی دارد. از استیل 321 در ساخت منیفولدهای اگزوز، قطعات موتور هواپیما و فلنج‌ها استفاده کرد. استفاده از استیل 321 در این قطعات سبب طول عمر بالای آن‌ها و نیاز کمتر به تعمیرات می‌شود.

استیل 316: این گرید استیل را می‌توان از مقاوم‌ترین گریدهای استیل در برابر خودرگی دانست. یکی از ویژگی‌های این گرید استیل در صنایع هوافضا، مقاومت در برابر ترک خوردگی تنشی  عالی آن است. استیل 316 به دلیل محتوای مولیبدن در ساختار خود می‌تواند در محیط‌های خورنده تحت تنش باشد و دچار شکست نشود. همچنین می‌توان از این گرید استیل نیز در دمای بالا استفاده کرد و تحت این شرایط دچار آسیب نشود.

سایر گریدهای استنلس استیل در صنایع هوافضا

همانطور که پیش‌تر اشاره کردیم طیف گسترده‌ای از گریدهای استیل در صنایع هوافضا مورد استفاده قرار می‌گیرد که بنا به کاربرد و ویژگی‌های استیل می‌توان مناسب‌ترین گرید را انتخاب کرد. برای مثال میتوان از استیل رسوب سخت شونده مانند 17-4ph، گریدهای مارتنزیتی و … نام برد.

استیل در برابر آلومینیم

یکی از معایب استیل در صنایع هوافضا، وزن بالای آن است. آلومینیم نیز یکی از فلزات پرمصرف در ساخت هواپیماهاست که به دلیل نسبت استحکام به وزن مناسب کاربرد فراوانی پیدا کرده است. اما از ایرادات آلومینیم می‌توان به این مورد اشاره کرد که نقطه ذوب آن در حدود 700 درجه سانتی‌گراد است. درصورتی که در برخی از قطعات مانند قطعات موتور هواپیما، دما بسیار بالا می‌باشد و نمی‌توان از آلومینیم استفاده کرد.

 

مقاومت در برابر خزش استیل

یکی از ویژگی‌های استیل که سبب استفاده استیل در صنایع هوافضا در ساخت موتور شده است، مقاومت در برابر خزش است. خزش زمانی رخ می‌دهد که ماده در دمای بالا تحت تنش‌ باشد. عوامل متعددی در ریزساختار استیل می‌تواند سبب بهبود مقاومت در برابر خزش شود. در توربین‌ها، موتور جت‌ها و کابردهای دما بالا، باید از فلزاتی استفاده کرد که توانند این تنش‌ها را تحمل کنند.

بیشتر بخوانید: تفاوت استنلس استیل 304 و 316

استفاده از گریدهای مختلف فولاد ضد زنگ

سخن آخر

آلیاژهایی که در هواپیما استفاده می‌شود باید دارای خواص ویژه باشد و بتواند ضمن طول عمر طولانی، ایمنی را نیز تضمین کنند. فولاد ضد زنگ یکی از بهترین گزینه‌ها برای طراحی و ساخت قطعات مختلف هواپیما است. کاربرد فولاد در صنعت هواپیماسازی روزبه‌روز درحال‌رشد است و در آینده‌ای نه‌چندان دور نیز می‌توانید شاهد نوآوری‌های بسیار بیشتری از آن‌ باشید. چه بسا امروز وقتی شاهد پرواز فضاپیمای اسپیس ایکس هستم و متوجه نوآوری‌ها در بدنه این فضاپیما با استنلس استیل می‌شویم باعث شگفتی است. در گرید 321 فلز تیتانیوم به‌کاررفته است و می‌تواند مقاومت خوبی در دماهای بالا داشته باشد. البته از گرید استنلس استیل 316 نیز نمی‌توانیم غافل شویم که با وجود 2 تا 3 درصد مولیبدن در برابر خوردگی در شرایط کلریدی بسیار مقاوم است؛ به همین علت علاوه بر صنعت هواپیماسازی شاهد کاربرد آن در صنایع دریایی نیز می‌باشیم. گرید 410 از انواع فولاد ضد زنگ مارتنزیتی است و می‌تواند مقاومت خوبی در برابر سایش و استحکام کششی از خود نشان دهد. فولادهای زنگ نزن رسوب سخت (PH) نیز در طراحی هواپیما استفاده می‌شوند که با استحکام بالا در برابر خوردگی نیز مقاومت بسیار خوبی ایجاد می‌کنند.

کاربردهای فولاد ضد زنگ در صنعت هوانوردی روز به روز با به‌کار گیری انواع گریدهای استیل گسترش می‌یابد.  مجموعه استیل رخ با سال‌ها تجربه در تامین مواد اولیه استنلس استیل برای صنایع مختلف امیدوار است با پیشرفت صنایع هوافضا در ایران کاربرد استیل در این صنعت نیز روز به روز توسعه یابد. برای تامین ورق استیل، لوله استیل و پروفیل استیل و سایر مقاطع و اتصالات استیل، کافی است با کارشناسان ما تماس بگیرید و سفارش خود را ثبت کنید.