Havacılık sektöründe 1915’lerden itibaren daha ağır olan çelik yerine alüminyum kullanılmaya başlanmıştır. Bu dönemlerde bakır alaşımlı 2xxx serisi alüminyum yapı malzemesi olarak, kanatlarda ve gövdelerde kullanılmıştır.
II. Dünya savaşı ve sonrasında ise alüminyum kullanımı yaygınlaşmıştır. Bu tarihlerde 2014 – 2017 – 2024 alaşımı kullanılırken yüksek çekme mukavemetine duyulan ihtiyaç 7000 serisi alüminyum kullanımının önünü açmıştır. Halihazırda 2xxx, 5xxx, 6xxx, 7xxx serisi alüminyumlar kullanılmaktadır. Ayrıca 3xxx ve 4xxx serisi alüminyumlar da kısıtlı olarak kullanılmaktadır. Hafiflik ve elastikiyet açısından avantaj sağlayan lityum alaşımlı 8xxx serisi alüminyum, fiyatının çok pahalı olmasından dolayı şimdilik sadece askeri uçak/helikopterlerde ve uzay araçlarında kullanılmakta, sivil amaçlı yolcu/nakliye uçaklarında kullanılamamaktadır.
Havacılık sektöründe kullanılan alüminyum standartları AMS (Aerospace Materials Specifications) ile tanınmaktadır.
Alüminyumun Havacılıkta Kullanılan Genel Kullanım Yerleri
Uçaklarda son dönemlerde kompozit malzeme kullanımı artmış olsa da hala %50 – %60 oranında alüminyum kullanılmaktadır. Uçak gövdesi, genel yapısal elemanlar, dayanıklı ve korozyon direnci yüksek istenen bölmelerde alüminyum yoğun olarak kullanılmaktadır. Askeri uçaklarda alüminyum kullanım oranı %75 – %80’lere çıkmaktadır. Uçak kanatları, flaplar, iniş takımları, ana gövde kemere ve kirişleri, hidrolik sistemler, ana gövde, bağlantı perçinleri, motor çıkış bölümlerinde alüminyum kullanılır.
Uçak Gövdesinde Kullanılan Alüminyum Alaşımları
Uçak ana gövde yapısını oluşturan kemere ve kirişlerde 7050 T7451 ve 7050 T7651 (AMS 4201) kullanılır.
Gövdeye bağlantı kirişlerinde alaşım 7075 T6 / T651, gövde kaplamasında alaşım 2024 T3 / T351 Alclad (her iki yüzey kaplamalı) ve yük taşıyan bölgelerde alaşım 7075 T6 / T651 plaka ve levhalar kullanılır.
Askeri uçaklarda gövde kaplamasında mukavemet ve kırılma direnci yüksekliği nedeniyle 2124 T851 de kullanılmaktadır.
Bağlantı elemanları ve perçinlerde 2014 T6, 2017 T4 ve 2024 T6510 / T6511 ekstrüzyon malzeme kullanılmaktadır. Yüksek mukavemet ve işlenebilirlik istenen kullanım yerlerinde 2014 T6 tercih edilmektedir. Bu malzemelerden imal edilen bazı bağlantı elemanları ve perçin örnekleri aşağıdadır.
Uçak Kanatlarında Kullanılan Alüminyum Alaşımları
Kanatlar iki ayrı yapıda değerlendirilmektedir. Üst kanat yüke maruz kaldığından 7075 T6 / T651 alaşımı kullanılmaktadır. Bazı uçaklarda ise alüminyum levha formunda üretilen 7050 T7451 de kullanılmaktadır. Alt kanat ise genlik ve çekme yüküne maruz kaldığından, yorulma dayanımı yüksek, esnekliği nedeniyle hasar toleransı yüksek 2024 T3 / T351 malzemeden yapılmaktadır.
Ancak son dönemlerde, yorulma ve hasar toleranslarında daha avantaj sağlayan 2324 T39 (Boeing) ve 2124 T3/T351 (Airbus) alaşımları kullanılmaya başlanmıştır.
Yine ani manevra, yüksek sürat gibi yüksek sertlik ve mukavemet istenildiği savaş uçaklarının kanat yüzeylerinde 2124 T851 alaşım kullanılmaktadır.
Tekerleklerde kullanılan alüminyum Alaşımları
Bu bölümde uçak iniş takımının ana taşıma parçasında özellikle iniş sırasında karşılaşılan güç ve esnekliği karşılamak için Alaşım 7075 T6 /T651, 7050 T7451 ve 2024 T3 / T351, bağlantı elemanı olarak mukavemet ve dayanaklığı fazla olan alaşım 2014 T4 / T351 ve 2017 T4 kullanılmaktadır.
Diğer Bölgelerde Kullanılan Alüminyum Alaşımları
Alaşım 5052 H32 / H34 Plaka:
- Yüksek yorulma ve korozyona karşı mukavemetin yüksek olduğu, iyi çalışabilirliğin istendiği uygulamalarda kullanılır. En yoğun kullanıldığı yer yakıt tanklarıdır.
Alaşım 5052 – Temper T0 Drawn Dikişsiz Boru ve Çubuk:
- Yakıt ve yağ boruları ile bunların bağlantı parçalarında kullanılır.
Alaşım 6061 – Temper T4 / T6 Plaka/Levha:
- Yüksek mukavemet, iyi işlenebilirlik, kaynak edilebilme ve korozyon direnci istenen bölge ve sistemlerde kullanılır. En fazla kullanılan yerler, uçak iniş merdivenleri, servis sistemleri, elektronik cihaz kutuları.
Alaşım 6061 – Temper T0 / T4 / T4511 / T6 / T6511 Ekstrüzyon:
- Ara bağlantı parçalarında muhtelif ekstrüzyon (profil) olarak kullanılmaktadır. Gövde panelleri, kanatlarda yer alan firar (acil çıkış) yerlerinin kenar kaplamaları, motor kaportalarında kullanılmaktadır. Son zamanlarda daha iyi şekillendirilebilirdik özelliği, daha yüksek korozyon direncine sahip olması nedeniyle 6061 yerine 6013 T6 ve 6063 T6 malzeme de kullanılmaktadır.
Uçak İmalatında Alüminyum Parçaların Birleştirilmesinde;
a. Bağlantı kalıcı ve havaya karşı sızdırmazlık isteniyor ise kaynak kullanılmalıdır. Bu işlemde 4xxx serisi alüminyum kullanılır.
b. Diğer birleştirmelerde ise mekanik birleştirme (perçin, pim, dişli bağlantı elemanları, bilezik bağlantı elamanları, özel bağlantı parçaları) kullanılmaktadır.
