The ZMC-2 airship, the first aircraft to use Alclad in its construction

Alclad is a corrosion-resistant aluminium sheet formed from high-purity aluminium surface layers metallurgically bonded (rolled onto) to high-strength aluminium alloy core material. It has a melting point of about 500 °C (932 °F). Alclad is a trademark of Alcoa but the term is also used generically.

1920年代後半から、アルクラッドは航空グレードの材料として生産されており、 ZMC-2 飛行船の建造に初めて使用されました。この材料は、ほとんどのアルミニウムベースの合金よりも耐食性が大幅に高く、重量の増加もわずかであるため、胴体、構造部材、外板、カウリングなど、航空機のさまざまな要素の製造に適しています。そのため、航空機製造において比較的人気のある材料となりました。

詳細

この材料は、 1927年8月のNACA -TN-259 [1]で、 「既存の高強度合金よりも著しく優れた新しい耐食性アルミニウム製品です。これを使用することで、構造部品の寿命が大幅に延びるはずです。アルクラッドは、熱処理されたアルミニウム、銅、マンガン、マグネシウム合金で、表面には純金属の耐食性と、その下にある高強度合金の強度を備えています。特に重要なのは、合金と純アルミニウムの完全な結合特性です。塩水噴霧試験（24週間の暴露）の予備結果では、アルクラッド17STの引張強度と伸びの変化は、たとえ発生したとしても、実験誤差の範囲内に十分収まるほど小さいことが示されています。」航空機製造に関連する用途において、アルクラッドはアルミニウム板と比較して、重量が増加する代わりに耐食性が向上することが証明されています。[2] [3]

純アルミニウムは、ほとんどのアルミニウム合金よりも比較的優れた耐食性を備えているため、これらの合金の外表面に純アルミニウムを薄くコーティングすることで、両方の材料の優れた特性を活かせることがすぐに認識されました。[4]したがって、アルクラッドがほとんどのアルミニウム合金に対して持つ重要な利点は、高い耐食性です。[5]しかし、航空機の外板を清掃するなど、アルクラッドで覆われた外面で作業を行う際は、表面に傷を付けて下にある脆弱な合金を露出させ、それらの要素を早期に劣化させないように、十分な注意を払う必要があります。[4] [6]

比較的光沢のある自然な仕上がりのため、特に修復作業中など、外装に使用すると見た目が美しいとよく考えられています。溶接などの一部の製造方法は、アルクラッドとの併用には適さないことが観察されています。[5]アルクラッド表面の洗浄と研磨には、中性pH値の穏やかな洗浄剤とより細かい研磨剤が推奨されます。腐食をさらに低減するために、防水ワックスやその他の抑制コーティングを塗布するのが一般的です。 [4] 21世紀には、新しいコーティングと塗布技術の研究と評価が進められていました。[7] [8]

歴史

アルクラッドシートは、高い耐疲労性や強度といった優れた特性から、航空業界で航空機の製造に広く使用される材料となっています。 [9] [5] 20世紀前半には、航空用途の様々な軽量アルミニウム合金の耐食性に関する実質的な研究が行われました。[10]アルクラッドで建造された最初の航空機は、1927年にグロース・イル海軍航空基地で建造された全金属製のアメリカ海軍飛行船 ZMC-2でした。[2]それ以前は、フェルディナント・ツェッペリンが建造した先駆的なツェッペリン飛行船にアルミニウムが使用されていました。[11]

アルクラッドは、胴体、構造部材、外板、カウルなど、航空機の特定の要素に最も一般的に使用されています。[5] [12]アルクラッドの原料となるアルミニウム合金は、アルミニウムベースの合金の中で最も一般的に使用されるものの1つとなっています。[13]クラッドなしのアルミニウムも現代の航空機で広く使用され続けていますが、アルクラッドよりも軽量ですが、腐食しやすいという欠点があります。2つの材料の交互使用は、それらで構成される特定の部品または要素によって定義されることがよくあります。航空グレードのアルクラッドでは、外側のクラッド層の厚さは通常、全体の厚さの1%から15%の間で変化します。[11]

参照

参考文献

引用

  1. ^ EH Dix, Jr. 「ALCLA D」：新しい耐腐食性アルミニウム製品。NACA-TN-259。1927年8月。NASA技術報告サーバー（NTRS）から2010年8月26日に取得。
  2. ^ Morrow and Fritsche 1967、p. iv
  3. ^ Parker, Dana T. Building Victory: Aircraft Manufacturing in the Los Angeles Area in World War II. pp. 39, 87, 118. Cypress, CA, 2013. ISBN 978-0-9897906-0-4.
  4. ^ a b c "Corrosion Control – Part Seven (Corrosion of Aluminium/Aluminum Alloys)". flight-mechanic.com. Archived from the original on 23 July 2020. Retrieved 23 July 2020.
  5. ^ a b c d "Aluminium properties". experimentalaircraft.info. Retrieved 23 July 2020.
  6. ^ "Corrosion Control for Aircraft" (PDF). Federal Aviation Administration. 9 November 2018.
  7. ^ W. Aperador1, A. F. Escobar, and F. Pérez (April 2011). "Evaluating protection systems against marine corrosion of aeronautic alloy Alclad 2024-T3". Ingeniería e Investigación. 31 (1). Ing. Investig: 224–232. doi:10.15446/ing.investig.v31n1.20558. S2CID 253466239.{{cite journal}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク) CS1 maint: 数値名: 著者リスト (リンク)
  8. ^ C. Schmidt; J. Crocker; J. Giovanola; C. Kanazawa; D. Shockey; T. Flournoy (1997). "Corrosion-Fatigue Crack Nucleation in Alclad 2024-T3 Commercial Aircraft Skin". Effects of the Environment on the Initiation of Crack Growth. ASTM International. pp. 74–88. doi:10.1520/STP19954S. ISBN 978-0-8031-2408-0.
  9. ^ J. Snodgrass and J. Moran. Corrosion Resistance of Aluminium Alloys. In Corrosion: Fundamentals, Testing and Protection, volume 13a of ASM Handbook. ASM, 2003.
  10. ^ "Some Notes on Alclad". Aircraft Engineering and Aerospace Technology. 13 (11): 325–326. 1941. doi:10.1108/eb030845.
  11. ^ a b Kerster, Matt (28 May 2020). "Aluminum Aircraft Parts: Clad Aluminum Vs Bare Aluminum". aaaairsupport.com.
  12. ^ Karuskevich, Mikhail (November 2013). "Fatigue Failure Prediction for Fuselage Skin Made of Alclad Aluminium Alloy". Science-based Technologies. 18 (2). doi:10.18372/2310-5461.18.4868.
  13. ^ "Aluminium Alloy 2024 (2024A)". aircraftmaterials.com. Retrieved 23 July 2020.

Bibliography

  • Morrow, Walker C.; Carl B. Fritsche (1967). The Metalclad Airship ZMC-2. Grosse Ile: W.C. Morrow.
  • Aluminium Alloys via aircraftmaterials.com
  • Corrosion and Inspection of General Aviation Aircraft via caa.co.uk