Дюралюминий - Duralumin

Поврежденная огнем дюралюминиевая крестовина с дирижабля Zeppelin Гинденбург (DLZ129) был спасен с места крушения в Военно-морская авиабаза Лейкхерст, Нью-Джерси 6 мая 1937 г.
Коррозия дюралюминия

Дюралюминий (также называется дюралюминий, дюралюминий, дюралюм, дюраль (l) ium, или дюраль - чемоданчик ДураBle и Aлюминium) - торговое наименование одного из самых ранних типов стойкий к старению алюминиевые сплавы. Его использование в качестве торгового наименования устарело, и сегодня этот термин в основном относится к алюминиево-медным сплавам, обозначенным Международной системой обозначений сплавов (IADS) как серия 2000, как и 2014 и 2024 сплавы, используемые при изготовлении планера.

Легирующие элементы

В дополнение к алюминий, основными материалами дюралюминия являются медь, марганец и магний. Например, Duraluminium 2024 состоит из 91-95% алюминия, 3,8-4,9% меди, 0,3-0,9% марганца, 1,2-1,8% магния, <0,5% железа, <0,5% кремния, <0,25% цинка, <0,15% титана. , <0,10% хрома и не более 0,15% других элементов вместе.[1]

История

Дуралюминий был разработан немецким металлургом. Альфред Вильм в Dürener Metallwerke AG. В 1903 году Вильм обнаружил, что после закалка, алюминиевый сплав содержащий 4% меди, медленно затвердеет, если оставить его при комнатной температуре на несколько дней. Дальнейшие улучшения привели к появлению дюралюминия в 1909 году.[2] Имя в основном используется в научно-популярный для описания системы сплавов Al-Cu или серии «2000», как обозначено Международной системой обозначений сплавов (IADS), первоначально созданной в 1970 г. Алюминиевая ассоциация.

Авиационные приложения

Образец дюралюминия из USS Акрон (ЗРС-4)
Первый серийный самолет с широким использованием дюралюминия, бронированный Юнкерс Дж. полуторный Первой мировой войны.

Дуралюмин, его состав и термическая обработка были открыто опубликованы в немецкой научной литературе перед Первой мировой войной. Несмотря на это, он не был принят за пределами Германии до окончания Первой мировой войны. Отчеты о его использовании в Германии во время Первой мировой войны, даже в технических журналах, таких как так как Рейс, все еще может ошибочно идентифицировать свой ключевой легирующий компонент как магний, а не медь.[3] В Великобритании до послевоенного времени к его использованию не проявляли особого интереса.[4]

Самая ранняя известная попытка использовать дюралюминий для конструкции самолета тяжелее воздуха произошла в 1916 году, когда Хьюго Юнкерс впервые представил его использование при создании Юнкерс Дж 3 планер, однодвигательный моноплан, «демонстратор технологий», который ознаменовал первое использование гофрированной обшивки из дюралюминия торговой марки Junkers. Только закрытые крылья и трубчатый каркас фюзеляжа J 3 были завершены, прежде чем проект был заброшен. Чуть позже, исключительно IdFlieg-назначен Юнкерс Дж. бронированный полуторный, известный на заводе как Junkers J 4, его цельнометаллические крылья и горизонтальный стабилизатор были сделаны так же, как крылья J 3, а также экспериментальные и годные к полетам полностью дюралюминиевые Юнкерс Дж 7 одноместный истребитель, что привело к Юнкерс Д.И. истребитель-моноплан с низкорасположенным крылом, в 1918 году внедривший в немецкую военную авиацию полностью дюралевую конструкцию самолетов.

Его первое использование в аэростатический планеры были в жестких дирижабль кадры, в конечном итоге включающие все кадры эпохи «Великого дирижабля» 1920-х и 1930-х годов: британцы построили R-100, немецкие пассажирские Zeppelins LZ 127 Граф Цеппелин, LZ 129 Гинденбург, LZ 130 Граф Цеппелин II, и ВМС США дирижабли USS Лос-Анджелес (ZR-3, бывший LZ 126), USS Акрон (ЗРС-4) и USS Macon (ЗРС-5).[5][6]

Велосипедные приложения

Дюралюминий использовался для производства велосипедных компонентов и рам с 1930-х по 1990-е годы. Несколько компаний в Сент-Этьене, Франция, выделялись своим ранним инновационным внедрением дюралюминия: в 1932 году Verot et Perrin разработали первые шатуны из легкого сплава; в 1934 году компания Haubtmann выпустила полную систему шатунов; с 1935 года муфты свободного хода, переключатели, педали, тормоза и рули из дюралюминия производились несколькими компаниями.

Вскоре последовали полные комплекты рам, в том числе произведенные Mercier (и Aviac и другими лицензиатами) с их популярным семейством моделей Meca Dural, братьями Пелисье и их достойными гонками моделями La Perle, а также Николасом Барра и его изысканными моделями середины двадцатого века ». Барралюмин ». Среди других имен, которые здесь встречаются: Пьер Каминад с его прекрасными творениями Caminargent и их экзотическими восьмиугольными трубками, а также Gnome et Rhône с его глубоким наследием в качестве производителя авиационных двигателей, который после мировой войны также расширил производство мотоциклов, веломоторов и велосипедов. Два.

Mitsubishi Heavy Industries компании, которой было запрещено производить самолеты во время американской оккупации Японии, в 1946 году изготовила «крестовик» из излишков военного дюралюминия. Киро Хондзё, бывший авиаконструктор, ответственный за Mitsubishi G4M.[7]

Использование дюралюминия в производстве велосипедов прекратилось в 1970-х и 1980-х годах. Тем не менее, Vitus в 1979 году выпустил почтенный набор фреймов «979», модель «Duralinox», которая мгновенно стала классикой среди велосипедистов. Vitus 979 был первым производственным комплектом алюминиевых рам, тонкостенные трубки 5083/5086 которого были вставлены, а затем склеены между собой с помощью сухой термически активированной эпоксидной смолы. В результате получился чрезвычайно легкий, но очень прочный каркас. Производство Vitus 979 продолжалось до 1992 года.[8]

Защита от коррозии

Хотя добавление меди улучшает прочность, оно также делает эти сплавы восприимчивыми к коррозия. Для листового проката коррозионная стойкость может быть значительно повышена за счет металлургического связывания поверхностного слоя алюминия высокой чистоты. Эти листы называются Alclad, и обычно используются в авиастроении.[9][10]

Приложения

Алюминий, легированный медью (сплавы Al-Cu), который может подвергаться дисперсионному упрочнению, обозначен Международной системой обозначений сплавов как серия 2000. Типичное использование для кованый Сплавы Al-Cu включают:[11]

  • 2011: Проволока, пруток и стержень для винтовая машина продукты. Приложения, где хорошо обрабатываемость и требуется хорошая прочность.
  • 2014: Тяжелые условия поковки, пластина и профили для авиационной арматуры, колес и основных структурных компонентов, заправки и конструкции космического ускорителя, рамы грузовика и компонентов подвески. Применения, требующие высокой прочности и твердости, включая работу при повышенных температурах.
  • 2017 или Avional (Франция): около 1% Si.[12] Хорошая обрабатываемость. Приемлемая устойчивость к коррозии на воздухе и механические свойства. Также называется AU4G во Франции. Используется в самолетах между войнами во Франции и Италии.[13] Также с 1960-х годов нашло применение в гонках.[14] поскольку это толерантный сплав, который можно формовать прессованием на относительно простом оборудовании.
  • 2024: Конструкции самолетов, заклепки, метизы, колеса грузовиков, изделия для винтовых машин и другие конструкционные приложения.
  • 2036: Лист для кузовных панелей авто
  • 2048: Листы и пластины в конструктивных элементах для аэрокосмической техники и военного оборудования.

использованная литература

  1. ^ «Юнайтед Алюминий - СПЛАВ 2024». Получено 8 октября 2018.
  2. ^ Дж. Дуайт. Алюминиевый дизайн и конструкция. Рутледж, 1999.
  3. ^ "Цеппелин или Шютте-Ланц?". Рейс: 758. 7 сентября 1916 г.
  4. ^ Терстон, А.П. (22 мая 1919 г.). «Металлическая конструкция самолета». Рейс: 680–684.
  5. ^ Бертон, Уолтер Э. (октябрь 1929 г.). "Цеппелин растет". Ежемесячный научно-популярный журнал: 26.
  6. ^ "Великие дирижабли" Век полета
  7. ^ Исуруги, Тацухито (3 сентября 2013 г.). ""Казэ тачину "тодзё дзинбуцу то тори нинген контешуто. Хондзё Кироу но сенго" [Форма персонажа «Ветер тоже поднимается» и Japan Birdman Rally: Послевоенное время Киро Хондзё]. news.yahoo.co.jp (по-японски). Yahoo! Япония. Получено 2 ноября, 2020.
  8. ^ Аншутц, Эрик (31 октября 2020 г.). «История и использование дюралюминия в велосипедном строительстве». Эбыкр. Anschutz Media. Получено 1 ноября, 2020. Дюралюминий использовался для производства велосипедных компонентов и рам с 1930-х по 1990-е годы.
  9. ^ Дж. Снодграсс и Дж. Моран. Коррозионная стойкость алюминиевых сплавов. В Коррозия: основы, испытания и защита, том 13a Справочника ASM. АСМ, 2003.
  10. ^ Паркер, Дана Т. Победа в строительстве: производство самолетов в районе Лос-Анджелеса во время Второй мировой войны, п. 39, 87, 118, Сайпресс, Калифорния, 2013 г. ISBN  978-0-9897906-0-4.
  11. ^ Справочник ASM. Том 2, В Свойства и выбор: цветные сплавы и материалы специального назначения. АСМ, 2002.
  12. ^ Джон П. Фрик, изд. (2000). Инженерные сплавы Уолдмана. ASM International. п. 150. ISBN  9780871706911.
  13. ^ "Итальянский самолет: Macchi C.200". Рейс: 563. 27 июня 1940 г.
  14. ^ Саки, Джо (2008). Библия Lamborghini Miura. Издательство Veloce. п. 54. ISBN  9781845841966.