صنعت هوایی از صنایع پیشرفته و به روز دنیا می‌باشد که علاوه بر بکارگیری رنج گسترده‌ای از فلزات و آلیاژها خود نیز منشاء و محرک تولید بسیاری از گریدهای آلیاژها بوده است. محصولات این صنعت در جنگ و حمل و نقل نقش چشمگیری داشته و عمدتا پنج محصول پرکاربرد در این صنعت تولید می‌شود:
- هواپیماهای مسافربری عمومی
- هواپیماهای کلاس تجاری و بیزینس
- هلیکوپترهای تجاری و خدماتی
- هواپیماهای نظامی
- هلیکوپترهای نظامی
طبق گزارش Speed News در سال 2018 میلادی بیش از 4800 پرنده تولید شده است و طبق پیش بینی‌ها این تعداد در سال 2035 به بالای 6000 فروند خواهد رسید. در این سال بیش از 700 هزار تن فلز و آلیاژ برای تولید این پرنده‌ها به شرح ذیل مصرف شده :
- آلومینیوم و آلیاژهای آلومینیوم : 48 درصد
- فولادهای زنگ نزن و آلیاژی : 22 درصد
- تیتانیوم و آلیاژهای تیتانیوم : 11 درصد
- سوپرآلیاژها : 9 درصد
- کامپوزیت و دیگر مواد : 10 درصد
بدنه و ساختمان هواپیماهای تجاری |
بدنه و ساختمان هواپیماهای نظامی |
بدنه و ساختمان هلیکوپتر ها |
ارابه فرود هواپیما |
مواد مصرفی در توربین های هوایی |
اخیرا گرایش به استفاده از کامپوزیتها به دلیل استحکام و سبکی در ساخت بدنه محصولات هوایی افزایش یافته است ولیکن کماکان فلزات و آلیاژهای آنها سهم بزرگی در تولید هواپیماها و هلی کوپترها دارند.
طبق گزارشی که شرکت بوئینگ برای مدل 787 اعلام کرده است میزان مصرف مواد اولیه و آلیاژهای مصرفی در بدنه هواپیماهای تجاری به ترتیب میزان مصرف این گونه است : کامپوزیتها با 50% بیشترین میزان مصرف را در بدنه هواپیما دارند و پس از آن آلومینیوم 20% تیتانیوم 15% استیل 10% و دیگر مواد 5% از کل مواد مصرفی بدنه و ساختمان هواپیماهای تجاری را تشکیل می‌دهد.
در ارتباط با هواپیماهای جنگنده نیز مواد اولیه مصرفی در ساختمان آنها شامل آلومینیوم، کامپوزیت، کولار، و تیتانیوم هست و حدود 70 درصد کامپوزیت، 15 درصد تیتانیوم و آلومینیوم و 12 درصد جی آرپی و مابقی هم مواد دیگر.
آلومینیوم به رنگ آبی، فولاد قرمز، تیتانیوم به رنگ سبز و کامپوزیت به رنگ زرد نشان داده شده‌اند.
در ارتباط با هلیکوپتر هم شرکت آگوستا وستلند کولار را در ساخت بدنه هلیکوپترهای خود به کار می‌برد. کمپانی بل مصرف آلیاژهای مقاوم به خوردگی تیتانیوم را دربدنه اصلی هلیکوپترها گزارش داده است.
در هلی کوپترهای سیکورسکی لانه زنبوری (هانیکومب) کولار، لانه زنبوری آلومینیوم، ورق‌های آلومینیوم، و فایبرگلاس به کارگرفته شده است. در دیگر هلیکوپترها ترموپلاستیک‌ها، پلی کربنات، لانه زنبوری لمینت شده و استیل هم گزارش شده است.
عمده آلیاژهای استفاده شده در ارابه‌های فرود به شرح جدول ذیل می‌باشد:
| Maraging Steel BS S162 (DTD 5212 ) |
Ti 5V-5Mo-5Al-3Cr (Ti 5-5-5-3) |
Ti 6Al-5V-2.5Sn |
Ti 6Al-4V |
BS S-99 |
| Maraging Steel 300 M (BS S155) |
35NCD16 (AIR 9160) HSLA |
Alloy Steel H-11 |
AISI 4340 |
17-7PH |
|
Aermet 100 |
Al 7075 |
Al 7050 |
Al 7175 |
طبق آمار منابع مختلفی از جمله شرکت RR ،GE ،ATI ،Special Metals و Timet چه به عنوان سازنده و چه تولید کننده مواد اولیه آلیاژهای عمومی مصرفی به این شرح هستند:
آلیاژهای عمدتا تیتانیومی در سیستم فن شامل بلیدها و کیسینگ، دیسک و روتور و جایی که اصطلاحا بخش سرد Cold Section است و دمای کاری به حدود 230 درجه می‌رسد مصرف می‌شوند، آلیاژهایی نظیر
4-6،
6242 ،
6246، 811 و
گرید 17
درقسمت کمپرسور هم کماکان قسمت سرد موتور بوده و دمای کاری به حدود 430 درجه می‌رسد و سوپرآلیاژهایی نظیر اینکولوی
907 و
909، و
اینکونل 718 و
625، یودیمت 979 و
A286 استفاده می شوند.
در قسمت محفظه احتراق Combustion Chamber و لاینر به قسمت داغ Hot Section ورود می‌کنیم و دمای کاری به 730 درجه می‌رسد و آلیاژهایی چون نایمونیک،
هستلوی ایکس،
اینکونل 718 و
L605 استفاده می شود.
در قسمت توربین هم محدوده دمایی 1230 تا 730 رو داریم و آلیاژهایی چون:
اینکونل 718 و
625، waspaloy، نایمونیک و Rene و گاها آلیاژهای تیتانیوم و فولادهایی نظیر FV448 و FV535 استفاده بیشتری دارند.
درقسمت اگزوز هم دما کم کم کاهش پیدا می‌کند و در حدود 730 درجه هست و آلیاژهایی چون اینکونل‌ها، هستلوی و تیتانیوم آلومیناید مورد استفاده قرار گرفتند.
در پیچ‌ها، آلیاژهای تیتانیوم و اینکونل و A286 مورد استفاده قرار گرفتند.
در هانیکوم‌ها، بیلوزها و لوله‌ها، هم آلیاژهای تیتانیوم، هم سوپرآلیاژهایی نظیر اینکونل‌ها، هستلوی و A286 و هم چنین فولادهایی چون 7-15، AM350 و نیترونیک 40 پر استفاده هستند.
در شفت‌ها و بلبرینگ‌ها هم فولادهایی نظیر ATA1014 ،HCM3 ،HCM5 ،RBD و Vascomax C250 استفاده بیشتری دارند.
البته قابل ذکر است که این آلیاژها در انواع موتورها می‌توانند تغییر کنند که بستگی به نوع عملکرد و طراحی آنها دارد.