Rost am Flugzeug ein Thema?

[Juschi]

Hallo,

 

bei Autos führt Rost am Eisen ja in der Regel nach 15 Jahren zum natürlichen Ende der Einsatzfähigkeit der Kiste.

 

Wie ist das bei (Klein)Flugzeugen?

 

Wie viel rostendes Eisen ist dort verbaut? Oder ist da alles aus Alu oder Edelstahl?

[IFixPlanes]

Da bei Flugzeugen nicht mit reinem Aluminium gearbeitet wird, ist Korrosion auch hier ein wichtiges Thema.

[Eric1108]

Aber auch bei Verbundwerkstoffen gibt es "Rost".

[Haslivet]

Richtig: Korrosion und Rost ist das Gleiche. Man könnte auch Oxydation sagen.

[fm70]

Richtig: Korrosion und Rost ist das Gleiche. Man könnte auch Oxydation sagen.

Falsch!

Oxydation (heute meist Oxidation geschrieben) bezeichnet einen chemischen Prozess.

Von Korrosion spricht man, wenn sich ein Werkstück auf Grund von chemischen Prozessen verändert. Wenn sich also z.B. auf einem Aluminiumstück eine Oxidschicht bildet, ist das noch keine Korrosion.

Und Rost schliesslich ist ein anderes Wort für Eisenoxid (ohne jetzt auf die Details einzugehen). Rosten können also definitionsgemäss nur eisenhaltige Werkstoffe.

[MarkusP210]

Nun ja, über Definitionen lässt sich bekanntlich streiten, aber lassen wir das.

 

Wie ist das bei (Klein)Flugzeugen?

 

Wie viel rostendes Eisen ist dort verbaut? Oder ist da alles aus Alu oder Edelstahl

 

Kleinflugzeuge in Metallbauweise bestehen zum allergrössten Teil aus ALCLAD, Definition aus Wiki:

 

corrosion resistant Aluminium sheet formed from high-purity aluminium surface layers metallurgically bonded to high strength Aluminium Alloy core material

 

Die auf der Aussenseite aufgebrachte Reinaluminiumschicht oxidiert nicht und schützt so den Kern wirksam. So manches uralte ALCLAD-Teil an bestehenden Flugzeugen sieht immer noch wie neu aus. Trotzdem ist Korrosion ein Problem überall da wo die Reinaluschicht verletzt oder keine ist. Dagegen werden die Teile vor der Montage mit speziellen ätzenden Primern grundiert (welche die Funktion der Reinaluschicht übernehmen).

 

'Rostendes' Eisen gelangt i.d.Regel bei Fahrwerksbeinen (Federbeine) und Spornradfedern sowie bei stark belasteten Strukturteilen (Radkästen, Longeron-Anschlüsse, Motorträger usw.) zum Einsatz. Hier wird zum Korrosionsschutz pulverbeschichtet.

 

Edlestahl wird für die Firewall (und andere Aufgaben wo dünne, extrem zähe Bleche gefordert sind) verwendet.

 

Markus

[Haslivet]

Falsch!

Oxydation (heute meist Oxidation geschrieben) bezeichnet einen chemischen Prozess.

Von Korrosion spricht man, wenn sich ein Werkstück auf Grund von chemischen Prozessen verändert. Wenn sich also z.B. auf einem Aluminiumstück eine Oxidschicht bildet, ist das noch keine Korrosion.

Und Rost schliesslich ist ein anderes Wort für Eisenoxid (ohne jetzt auf die Details einzugehen). Rosten können also definitionsgemäss nur eisenhaltige Werkstoffe.

 

Soso:

 

In der Chemie bezeichnet Korrosion die chemische Reaktion, oder eine elektrochemische Reaktion eines Werkstoffes mit Stoffen aus seiner Umgebung, wobei eine messbare Veränderung am Werkstoff eintritt. In bestimmten Fällen kommt es zu einer Massenzunahme am Metall.

 

z.b. Sauerstoffkorrosion, wie Rost welcher durch Oxidation von Eisen oder Stahl mit Sauerstoff entsteht.

 

Somit ist Rost = Korrosion basta....

[Heinz Richner]

Hallo

 

@Theo, ich staune, was ein Tierarzt alles weiss:005:.

 

Gruss

Heinz, von Haus aus Depp

[fm70]

In der Chemie bezeichnet Korrosion die chemische Reaktion, oder eine elektrochemische Reaktion eines Werkstoffes mit Stoffen aus seiner Umgebung, wobei eine messbare Veränderung am Werkstoff eintritt. In bestimmten Fällen kommt es zu einer Massenzunahme am Metall.

Fehlerfrei aus Wikipedia kopiert, bravo.

 

Somit ist Rost = Korrosion basta....

Tja, mit der Logik ist das halt so eine Sache. Rost ist ein Spezialfall von Korrosion, aber nicht jede Korrosion ist Rost. Z.B. korrodierendes Aluminium nicht.

[LDG NO BLUE]

Aus meinen schon etwas in die Jahre gekommenen Vorlesungsunterlagen der Metallforschung an der ETH Zürich und dem MIT in Boston…

 

„Rost“ ist die allgemeine Bezeichnung für Eisen-Oxide, die bei feuchten/flüssigen Umgebungsbedingungen durch die Reaktion von Eisen (Fe) mit Sauerstoff (O) entstehen, und damit ausschliesslich der Korrosion von Eisen und dessen Legierungen, d.h. Stählen vorbehalten.

 

 

Der so entstehende „Rost“ besteht dabei hauptsächlich aus sog. Hydratisierten Eisenoxiden und Eisenoxid-Hydraten, deren Schicht den weiteren Abbau des Eisens bzw. Eisenlegierung nicht verhindern kann. Ganz im Gegenteil dazu verhält sich Rein-Aluminium bzw. dessen Legierungen. Die Bildung einer Aluminiumoxid-Schicht (Korrosion) durch Kontakt von Rein-Aluminium bzw. Aluminium-Legierungen mit Sauerstoff schützt das darunter liegende Metall/Legierung vor weiterem Angriff. Dieser Vorgang wird als Passivierung bezeichnet. Die Passivierung von Aluminium und dessen Legierungen kann durch chemische Prozesse verbessert werden. Im Flugzeugbau werden/wurden hierzu unter anderem Anodisierverfahren in Chromsäure (CAA) bzw. Phosphorsäure (PAA) verwendet.

 

Noch etwas zum Begriff der Korrosion. Als Korrosion der Metalle bezeichnet man die von der Oberfläche ausgehende chemische Reaktion des Metalls mit reaktiven Bestandteilen der Umgebung. Dabei wechseln die Atome vom metallischen Zustand in den nicht-metallischen Zustand der Reaktionsprodukte. Korrosionsvorgänge gehören dabei zur allgemeinen Klasse der Phasengrenzreaktionen.

 

Wichtig im Zusammenhang mit Korrosion im Flugzeugbau ist die sogenannte galvanische Korrosion. Aufgrund der unterschiedlichen Werte der Elektronegativität von Aluminium-Legierungen, Titan-Legierungen, Stählen und Kohlefaser-verstärkten Kunststoffen kann es bei „ungeschützten“ Materialkombinationen zu Korrosionserscheinungen der sogenannten „unedlen“ Komponente kommen.

 

 

Happy Contrails

 

Philip

[Haslivet]

Fehlerfrei aus Wikipedia kopiert, bravo.

 

 

Tja, mit der Logik ist das halt so eine Sache. Rost ist ein Spezialfall von Korrosion, aber nicht jede Korrosion ist Rost. Z.B. korrodierendes Aluminium nicht.

 

Tja gekonnt ist gekonnt :005:. Gottseidank bist du sooooooooo gescheit!

 

Übrigens ist in deinem Profil kein Alter angegeben..... würde mich noch so interessieren!

[Juschi]

Heutzutage sind die Autos oft vollverzinkt und entsprechend Hohlraum versiegelt.

 

Verzinkungen sind ein Fortschritt, allerdings ist selten die komplette Karosserie verzinkt. Und eine Verzinkung ist auch nicht vergleichbar mit dem Verchromen oder dem Einsatz von grundlegend nicht-rostenden Metallen.

 

Bei der letzten A-Klasse gab es zuletzt das Problem, dass Türholme nach weniger als 2 Jahren komplett durchgerostet waren. Wo unedle Metalle eingesetzt werden, kommt früher oder später Rost.

 

Hohlraumversiegelungen haben das Problem, dass sie spröde werden und dann doch Nässe unter sie kriecht. Ich kenne das noch von meinem Ford Mondeo - der war auch hohlraumversiegelt und dann hat sich dich Rost in den Holmen gebildet nach 8 Jahren.

 

Es ist eigentlich immer ein Kampf mit Silikon und Bitumenspray usw. den man letztenendes verliert wenn man nicht gerade Oldtimerprofi ist. Zumindest ist das meine Erfahrung. Wenn die Karre an einer unzugänglichen Stelle anfängt zu rosten, wo sie es eigentlich nicht sollte, hast du als Normalmensch verloren, egal was für ein Aufwand du treibst mit Rostumwandler, Korrosionsschutz, Sprays und was es alles gibt.

 

 

Haben Aluminium-Flugzeuge eigentlich eine Art Opfer-Anode, oder übernehmen das unfreiwillig die unedlen Komponenten?

 

Ich wüsste jetzt nicht, wozu Aluminiumrahmen eine Opferanode benötigen? Darüber hinaus bringt eine Opferanode auch bei Eisen doch nur etwas wenn die ganze Karosse im Wasser schwimmt, die Opferanode mit dem unedlen Metall leitend verbunden ist, sprich ein Schiff ist.

[Juschi]

Siehe:

 

http://www.autobild.de/artikel/rost-skandal-um-a-und-b-klasse_726447.html

 

Willkommen im 21. Jahrhundert. Und diese Kacke ist keine Ausnahme. Mehr oder minder rostet dir jedes Auto früher oder später unterm Hintern weg.

 

Ich hoffe, dass sich diese Situation durch den zwangsläufigen Einsatz von Composit, bzw. Glasfaser/Kohlefaser in Zukunft von selbst erledigen wird - ausgelöst durch den Zwang, wegen erbärmlicher Energiespeicher abseits von Benzin, massiv Gewicht sparen zu müssen.

 

Ein Auto nach 15 Jahren zwangsläufig wegschmeißen zu müssen, weil man mit dem Daumen durch die Karosserie drücken kann, halte ich für unverantwortlich. Das war zwar schon immer so, aber man hat es den Automobilkonzernen offenbar nicht beibringen können, das zu ändern.

 

Stellt euch mal vor, man müsste ne Cessna nach 15 Jahren auf den Schrott schmeißen. Das gäbe ein Gejaule - zurecht.

[Heinz Richner]

Hallo

 

aber man hat es den Automobilkonzernen offenbar nicht beibringen können, das zu ändern.

 

doch, doch, die könnten das schon ändern. Da aber alle irgendwann und jeden Tag wieder Arbeit und Verdienst brauchen, wäre eine lebenslang dienende Karrosse wohl nicht so ideal.

 

Gruss

Heinz

[fm70]

Haben Aluminium-Flugzeuge eigentlich eine Art Opfer-Anode, oder übernehmen das unfreiwillig die unedlen Komponenten?

Noch unedlere als Alu?:rolleyes: (Ok, Titan wäre natürlich eine Möglichkeit … :cool: )

[fm70]

Übrigens ist in deinem Profil kein Alter angegeben..... würde mich noch so interessieren!

Ich pflege Beiträge nach der inhaltlichen Qualität und nicht nach dem Absender zu beurteilen, aber wenn's Dir was bringt: ich bin 2 Jahre älter als Du.

 

Ich hoffe übrigens zuversichtlich, dass Du in Deinem Job mit den Fachbegriffen nicht ganz so nonchalant um Dich wirfst: Bakterium, Bazillus, Virus, ist doch alles das gleiche, krank=Grippe. :002:

[Berchi]

Mehr oder minder rostet dir jedes Auto früher oder später unterm Hintern weg.

Nicht unbedingt, das ist eher ein (gewolltes) Problem dank der tausenden Tonnen Salz, das wir jeden Winter hier verstreuen. In den warm-trokenen Gegenden dieser Erde gibts 20-jährige Autos ohne Rostschutz und ohne den kleinsten Rostflecken; die sterben dann eines natürlichen Todes.

 

Korrosion kann an Flugzeugen durchaus ein Problem sein. In küstennahen Gebieten müssen Kleinflugzeuge im Schnitt alle zwei bis drei Jahre neu bemahlt werden. Das allgegenwärtige Meersalz dringt durch Haarrisse im Lack überall ein und verursacht dann darunter Korrosion, was zu den bekannten "Blasen" im Lack führt.

 

Grüsse,

Berchi

[Volume]

Hi Jungs & Mädels,

 

Nachdem wir uns inzwischen wohl darauf geeinigt haben, hier nicht über Rost sondern über Korrosion im allgemeinen zu sprechen, nochmal ein paar Details:

Aluminium an sich ist ein relativ unedles Metall (obwohl es noch unedleres gibt, Magnesium zum Beispiel, oder Natrium), und oxidiert sofort, wenn es mit Sauerstoff in Berührung kommt. Das dabei entstehende Aluminiumoxid ist nun eines der stabilsten, hörtesten und dichtesten Materialien. Es ist fast so hart wie Diamant, und wird daher nicht umsonst für die Herstellung von "Sandpapier" benutzt. Die Aluminiumoxidschicht schützt damit das Grundmetall vor weiterer Oxidation, da es praktisch 100% Sauerstoffdicht ist. Das Flugzeug sieht dann nicht mehr so schick aus, hält aber ewig.

Leider ist Reinaluminium nun aber viiiiel zu weich, um daraus ein Flugzeug zu bauen. Daher verarbeiten wir in der Regel Aluminiumlegierungen. Die wiederum sind deshalb so hart, weil der Schmelze mehr Metall beilegiert wird, als sich in festem Aluminium löst. Die Fremdmetalle (Kupfer, Magnesium, Zink, seltener Mangan oder Lithium, ganz neu auch Scandium) fallen daher mirkoskopisch fein während des Aushärtens aus, das dabei entstehende Kristallgefüge ist sehr fest und kann durch Kaltverformung oder Wärmehandlung noch weiter verfestigt werden. Dummerweise ensteht nun aber zwischen den verschiedenen Metallen ein galvanisches Potential, die Legierungen gammeln (oxidieren) je nach Zustand schneller weg, als man hingucken kann. Deshalb wählt man entweder Legierungen, die an sich relativ stabil sind (z.B. die Aluminium-Magnesium-Legierungen), oder man beschichtet die Teile mit Reinaluminium (geht praktisch nur bei Blechen), oder man wählt wärmebehandlungszustände oder Halbzeuge, bei denen die Korrosionsneigung beherrschbar ist. Beim Extrudieren, Schmieden oder Walzen z.B. wird die Oberfläche so verdichtet und die Kristallstruktur verändert, das die Materialien halbwegs korrosionssicher werden. Trotz allem kommt man um einen vernünftigen Oberflächenschutz nicht herum. Traditionell spielt dabei Chromat eine wichtige Rolle, obwohl Chrom 6 heutzutage (vgl. z.B. Erin Brokowich) pfui ist, und wir gerade verzweifelt nach Alternativen suchen. Fast alle kleineren Flugzeuge verwenden noch Zinkchromatprimer und sind oft auch Chromsäureanodisiert. Damit schlagen sie in der Regel den Rostschutz von Autos deutlich.

Trotzdem korrodieren Flugzeuge, und zwar bisweilen gewaltig! Man unterscheided einige typische Korrosionsformen :

Uniform Corrosion

Eine gleichmäßige Oxidation der Oberfläche, meist langsam und gut kontrollierbar.

Pitting Korrosion

Kleine Löcher die sich in das Material fressen, zu Anfang deutlich kleiner als ein Millimeter. In diesem Loch entsteht eine Minibatterie (ganz unten das blanke Aluminium, an den Wänden Aluminiumoxid), so das sie sich langsam durch das Material bohren wie der Holzwurm durch die Kirchenbank.

Filiform Korrosion

Würmchenfärmige Korrosion die langsam unter dem Lack wächst, typisch für Plattierte Bleche (Alclad)

Intergranulare Korrosion

Korrosion die sich an der Grenzfläche der Kristalle (zwischen Aluminium und den Legierungselementen) in das Material frisst und es ziemlich großflächig und tief zerstärt, von aussen oft nicht zu erkennen besteht so manches Fitting im Kern längst nur noch aus Bröseln!

Exfoliation

Eine Sonderform der Intergrannularen Korrosion, tritt bei gewalzten Produkten auf, bei denen die Korngrenzen durch die Kaltverformung sehr flach liegen. Exfoliiertes Aluminium sieht aus wie Metallblätterteig

Spaltkorrosion

Da in einem engen Spalt der Sauerstoff im eingedrungenen Wasser sehr schnell verbraucht ist, herrscht dort ein etwas anderes elektrochemisches Potential als am Eingang des Spalts. Die führt zu eine Microbatterie, tief im Spalt wird das Aluminium im Wasser gelöst, aussen am Spalt scheidet sich das Oxid ab. Der Schaden innen ist oft verherend, bevor man irgendetwas davon sieht

Galvanische Korrosion

Wenn Aluminium im Kontakt mit einem edleren Metall kommt (fast alles im Flugzeug ist edler als Aluminium, Stahl, Messing etc.) wird es sehr schnell elektrochemisch zersetzt.

Fretting

Bei geringer Realivbewegung an Oberflächen wird die shützende Oxidschicht zum Schmirgelpapier und legt sofort wieder Grundmaterial frei, das wiederum neu oxidiert. Tritt bei allen Metallen auf (auch Titan oder Edelstahl!).

 

Ein Bild sagt mehr als tausend Worte....

 

Hier gibts alles auf einmal, Intergrannulare Korrosion der Holmgurte, galvanische Korrosion unter den Annietmuttern, Uniform Corrosion überall an der Rippe...

 

Pitting Corrosion im frühen Stadium an einer Alclad-Oberfläche

 

Typische Uniform Corrosion von Alclad, kann man auspolieren wenn man auf Hochglanz steht, oder ignorieren wenn nicht.

 

Wenn man es zu lange ignoriert, kann es Intergrannular werden, wie hier an den Nieten, dann wird´s teuer...

 

Spaltkorrosion unter einem Winkel

 

Exfoliation an einem gewalzten T-Profil. Nur in dem Bereich, in dem am Profil gefräst wurde ist das sensible Grundmaterial "nackt", die Orignaloberfläche ist relativ unempfindlich und nicht korrodiert.

 

Exfoliation an einem Winkel

 

Exfoliation an einer aus Plattenmaterial gefrästen Endrippe. Aluminiumblätterteig :005:

 

Exfoliation an einem aus Plattenmaterial gefrästen Umlenkhebel. Die Chromsäureanodisierung hat ganz gut geschützt, nur an den Kanten an denen sie beschädigt wurde blüht der Rost (pardon: Das Oxid)

 

Exfoliation an einem Schmiedeteil (Bugfahrwerksbein)

 

Gleicher Schaden, gleiches Muster, gleiches Bauteil, andere Seriennummer...

 

Filiform Korrosion, kleine Würmchen fressen sich zwischen Lack und Plattierung entlang.

 

Fretting an einem Edelstahlbolzen (Dimona Federbeinbefestigung)

 

Galvanische Korrosion, die Stahlschrauben sind nur oberflächlich ankorrodiert, Eisenoxid ist nobler als Aluminium

 

Galvanische Korrosion, die Stahlbuchse ist nobler als der Aluminiumbeschlag. Dieser Holmanschluß ist hin!

 

Galvanische Korrosion, hier war ein Sthlwinkel befestigt, der ein Kabel gehalten hat. Hätte man besser aus Kunststoff gemacht...

 

Galvanische Korrosion, die Annietmutter aus Stahl nagt am Aluminium. Unter dem Handlochdeckel bleibt das erstmal unsichtbar

 

Intergrannulare Korrosion an einem Schmiedeteil (Lockheed Hudson Fahrwerk)

 

Intergrannulare Korrosion an einem Holmgurt. Auch der ist hin!

 

Intergrannulare Korrosion an einem Höhenflossenanschluß, rechts intakt, links .... weg! (Lakes Flugboot)

 

Das selbe Elend nochmal von nahem...

 

Intergrannulare Korrosion an einem Fahrwerks-Federbein. Man kann es mit der Hand zerbröseln wie morsches Holz...

 

Intergrannulare Korrosion an einer Fahrwerksstrebe.

 

Intergrannulare Korrosion an einem T-Profil.

 

Pitting, am Rande der Hautüberlappung haben sich eine ganze Reihe von Löchern gebildet.

 

So fängt es an, leichte Filiform Korrosion an Nieten einer Flügelunterseite

 

Der Lack ist gerissen, mehr Feuchtigkeit dringt ein, der Schaden wächst

 

Die Filiform Korrosion fängt an sich ins Material zu fressen und wird intergrannular

 

Es frisst sich weiter...

 

...und weiter...

 

Das Blech geht auf, die ersten Niete werden hineingezogen. Intern ist der Schaden bereits viiiiel größer als man hier ahnen kann!

 

Jetzt kommt die Korrosion auch abseits der Nieten langsam aus dem Material wieder an die Oberfläche

 

Und jetzt wird der ganze Brösel nur noch vom Lack zusammengehalten. Game over!

 

Ein Stringer korrodiert, er ist bereits gut intergrannular am oxidieren.

 

Ein intakter und ein schon arg angegriffener Stringer.

 

Der Stringer trägt nix mehr.

 

Harmlose Oberflächenkorrosion, der Werkstoff wurde offenbar gut ausgewählt.

 

Nicht mehr so ganz harmlose Oberflächenkorrosion eines Seitenruderscharniers. Trotzdem ist der Schaden über Jahrzehnte Gewachsen und das Teil ist immer noch nicht ganz zerstört. Die blau-grüne Farbe zeigt deutlich, das es sich um eine Aluminium-Kupfer-Legierung handelt.

 

Oberflächenkorrosion, Höhenflossenunterseite. Auch AlCu Legierung, unplattiert.

 

Oberflächenkorrosion, Flügeloberseite, AlMg Legierung, unplattiert.

 

Langes Posting, kurzer Sinn: Ja, Rost am Flugzeug ist ein Thema! (Eins meiner Lieblingsthemen :D)

 

 

Gruß

Ralf

[TheAviator]

Hi Ralf,

 

Super Beitrag, vielen Dank!

 

Da ich erst vor kurzem eine nicht mehr ganz neue Arrow gekauft habe, bin ich etwas sensibilisiert. Mein Mech meint zwar "keine Korrosion"; werd aber in Zukunft schauen, ob ich irgend welche Löchlein, Verformungen, Lackveränderungen und anderes ominöses Ungemach entdecke....

 

Gruss

Urs

[D-EBIP]

Hi Ralf!

 

Zeit(mangel)bedingt lese ich eigentlich zunehmend stiller und stiller nur noch hier im Forum mit und habe lediglich eher aus Zufall hier mal in das Thema geklickt. Auch wenn ich mit Rost (oder Korrosion :D) an Flugzeugen eher wenig bis nichts zu tun habe, ich fand deinen Post mal sehr interessant zu lesen, vor allem die verschiedenen Formen von Korrosion und die Mühe, die du dir da noch gemacht hast, um das ganze auch fotografisch noch so detailliert zu unterfüttern...

Herzlichen Dank dafür - es zeigt sich wieder einmal, wie dieses Forum von der Anwesenheit von kompetenten Fachleuten profitieren kann, da findet man gleich ein ganz anderes Argumentationslevel wieder! :)

[LDG NO BLUE]

Wirklich beeindruckende Beispiele für Korrosionsphänomene im Flugzeugbau !

 

Das dabei entstehende Aluminiumoxid ist nun eines der stabilsten, hörtesten und dichtesten Materialien. Es ist fast so hart wie Diamant, und wird daher nicht umsonst für die Herstellung von "Sandpapier" benutzt.

 

In absolut trockener Atmosphäre bildet sich auf Aluminium bei Raumtemperatur spontan eine Oxidschicht, die nach ungefähr 40 Minuten ca. 10 bis 30 Angström dick ist und dann nahezu nicht mehr weiter wächst . Bei Temperaturen über 300°C können bei Reinaluminium Schichtdicken bis 300 Angström und bei Aluminium-Magnesium-Legierungen z.B. bis 3000 Angström gebildet werden.

Diese natürlich gebildete Oxidschicht ist vom strukturellen Aufbau her amorph und hinsichtlich ihrer mechanischen und physikalischen Eigenschaften nicht mit den in Schleifmitteln verwendeten kristallinen Aluminiumoxiden(Al2O3, z.B. Korund) vergleichbar.

Diese Oxidschichten haben eine äusserst geringe Elektronen- und Ionenleitfähigkeit die damit zu einer Passivierung der Oberfläche führt. Wichtig ist hierbei die Kenntnis der anodischen Teilstromkurve.

 

 

Leider ist Reinaluminium nun aber viiiiel zu weich, um daraus ein Flugzeug zu bauen.

 

Werkstoffwissenschaftlich etwas allgemein formuliert. Reinaluminium weist für den Leichtbau im Luft- und Raumfahrtbereich grundsätzlich zu geringe Streckgrenzen und Zugfestigkeiten auf, weshalb es als Konstruktionswerkstoff für tragende Strukturen nicht in Frage kommt.

 

Die Fremdmetalle (Kupfer, Magnesium, Zink, seltener Mangan oder Lithium, ganz neu auch Scandium) fallen daher mirkoskopisch fein während des Aushärtens aus, das dabei entstehende Kristallgefüge ist sehr fest und kann durch Kaltverformung oder Wärmehandlung noch weiter verfestigt werden.

 

Nicht ganz. Die Legierungselemente fallen nicht in reiner metallischer Form aus, sondern bilden intermediäre bzw. intermetallische Ausscheidungen wie z.B. im Falle der Aluminium-Kupfer-Magnesium (AlCuMg)-Legierungen durch die Bildung der flächenhaften Theta-Phase Al2Cu und der nadeligen S-Phase Al2CuMg. Es kann auch zu sogenannten „Cluster“-Bildungen in den Mischkristallen kommen.

Andere Elemente/Atome in kleineren Mengen werden unter anderem zur Bildung von feinkörnigem Gefüge (Titan, Chrom und Zirkon 0.1 bis 0.3% Zusatz) sowie zur Erhöhung der Warmfestigkeit verwendet (Nickel ca. 0.3% in AlCuMg-Legierungen).

 

 

Trotzdem korrodieren Flugzeuge, und zwar bisweilen gewaltig!

 

Zwei wichtige Korrosionsphänome fehlen noch:

 

Spannungsrisskorrosion (Stress Corrosion Cracking, SCC)

Man unterscheidet zwei Mechanismen der SCC von Aluminium, nähmlich:

1) SCC durch elektrochemisch nicht beeinflussbare Rissbildung (z.B. Korngrenzenversprödung durch Wasserstoffdiffusion)

2) SCC in Form von elektrochemischer Korrosion, die durch mechnische Spannungen (intern oder extern), beschleunigt wird. SCC kann bei Al-Legierungen immer dann auftreten, wenn das Mikrogefüge für interkristalline Korrosion günstig ist. Besonders gefährlich sind innere Spannungen, da sie meist nicht erkannt werden und ihre Grösse nicht bekannt ist. Bei Wärmebehandlungen und mechanischer Bearbeitung muss darauf geachtet werden, dass keine grossen inneren Spannungen entstehen

 

Wasserstoffversprödung (Hydrogen Embrittlement)

Diffusion von atomarem Wasserstoff führt zur langfristigen Versprödung der Legierung

 

 

Happy Contrails

 

 

Philip