Дюралюминиевый (также называемый дюралюминий , дюралюминий , duralum , дуральный (л) иум или дуральный - портманто Dura BLE и A Lumin НМУ) является торговым названием для одного из самых ранних видов -твердеющих сплавов алюминия . Его использование в качестве торгового названия устарело, и сегодня этот термин в основном относится к алюминиево-медным сплавам, обозначенным Международной системой обозначений сплавов (IADS) как серия 2000, как и сплавы 2014 и 2024 годов, используемые при изготовлении планера.
Легирующие элементы
Помимо алюминия , основными материалами дюралюминия являются медь , марганец и магний . Например, Duraluminium 2024 состоит из 91-95% алюминия, 3,8-4,9% меди, 1,2-1,8% магния, 0,3-0,9% марганца, <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
Дюралюминий был разработан немецким металлургом Альфредом Вильмом из Dürener Metallwerke AG . В 1903 году Вильм обнаружил , что после закалки , из алюминиевого сплава , содержащего 4% меди будет медленно затвердевать , когда оставляли при комнатной температуре в течение нескольких дней. Дальнейшие усовершенствования привели к появлению дюралюминия в 1909 году. [2] Это название в основном используется в популярной науке для описания системы сплавов Al-Cu, или серии «2000», как обозначено первоначально созданной Международной системой обозначений сплавов (IADS). в 1970 году Алюминиевой ассоциацией .
Авиационные приложения
Дуралюминий, его состав и термическая обработка были открыто опубликованы в немецкой научной литературе до Первой мировой войны. Несмотря на это, он не был принят за пределами Германии до окончания Первой мировой войны. Отчеты об использовании немцами во время Первой мировой войны, даже в технических журналах, таких как как Flight , может ошибочно идентифицировать свой ключевой легирующий компонент как магний, а не медь. [3] В Великобритании до послевоенного времени было мало интереса к его использованию. [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 планера Junkers J 3, однодвигательного моноплана, «демонстратора технологий», который стал первым использование дюралюминиевой гофрированной кожи торговой марки Junkers. Только закрытые крылья и трубчатый каркас фюзеляжа J 3 были завершены, прежде чем проект был заброшен. Чуть позже, исключительно Idflieg -designated Юнкерс СО бронированный sesquiplane , известный на завод как Юнкерс J 4, имел свои все металлические крылья и горизонтальный стабилизатор выполнен в том же порядке, что и J 3 в крыльях были, наряду с экспериментальными и Летный полностью дюралюминиевый одноместный истребитель Junkers J 7 , который привел к созданию истребителя-моноплана Junkers DI с низкорасположенным крылом, который в 1918 году представил в военной авиации Германии технологию изготовления полностью дюралюминиевых самолетов.
Его первое использование в аэростатических планерах было в жестких каркасах дирижаблей, в конечном итоге включая все те из эпохи «Великих дирижаблей» 1920-х и 1930-х годов: британский R-100, немецкий пассажирский Zeppelins LZ 127 Graf Zeppelin , LZ 129 Hindenburg , LZ 130 Graf Zeppelin II и дирижабли ВМС США USS Los Angeles (ZR-3, ex-LZ 126) , USS Akron (ZRS-4) и USS Macon (ZRS-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 г. 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 упоминаются: 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 также расширил производство мотоциклов, веломоторов и велосипедов после мировой войны. Два.
Mitsubishi Heavy Industries , которой было запрещено производить самолеты во время американской оккупации Японии, в 1946 году изготовила «кроссовый» велосипед из излишков военного дюралюминия. «Крест» был разработан Киро Хондзё , бывшим авиаконструктором, ответственным за Mitsubishi G4M. . [7]
Использование дюралюминия в производстве велосипедов прекратилось в 1970-х и 1980-х годах. Тем не менее, Vitus (велосипедная компания) в 1979 году выпустила почтенную раму «979», модель «Duralinox», которая мгновенно стала классикой среди велосипедистов. Vitus 979 был первым производственным комплектом алюминиевых рам, тонкостенная труба которого 5083/5086 была вставлена, а затем склеена с помощью сухой термически активируемой 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 подверженными коррозии . Для листовых изделий коррозионная стойкость может быть значительно повышена за счет металлургического скрепления 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. Типичные области применения деформируемых сплавов Al-Cu включают: [11]
- 2011 г . : Проволока, пруток и пруток для винтовых машин . Применения, где требуются хорошая обрабатываемость и хорошая прочность.
- 2014 : Поковки , листы и профили длятяжелых условий эксплуатациидля авиационной арматуры, колес и основных структурных компонентов, баков космических ускорителей и конструкции, 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 для авиационных применений в период между войнами во Франции и Италии. [13] Также с 1960-х годов он нашел применение в автоспорте [14], поскольку это толерантный сплав, который можно было формовать прессованием на относительно простом оборудовании.
- 2024 год : конструкции самолетов, заклепки, метизы, колеса грузовых автомобилей, продукция винтовых машин и другие конструкционные элементы.
- 2036 : Лист для автомобильных кузовных панелей.
- 2048 : Листы и пластины в конструктивных элементах для аэрокосмической техники и военного оборудования.
Рекомендации
- ^ "United Aluminium - СПЛАВ 2024" . Проверено 8 октября 2018 года .
- ^ Дж. Дуайт. Алюминиевый дизайн и конструкция . Рутледж, 1999.
- ^ "Цеппелин или Шютте-Ланц?" . Рейс : 758. 7 сентября 1916 г.
- ^ Терстон, AP (22 мая 1919 г.). «Металлическая конструкция самолета» . Рейс : 680–684.
- ^ Бертон, Уолтер Э. (октябрь 1929 г.). "Цеппелин растет" . Ежемесячный научно-популярный журнал : 26.
- ^ "Великие дирижабли" век полета
- ^ Исуруги, Тацухито (3 сентября 2013 г.). « « Кадзэ тачину »тудзё дзинбуцу, чтобы тори нинген контешуто. Хондзё Кироу но сэнго» [Форма персонажа «Ветер тоже поднимается» и Японское собрание птицелов: Послевоенное время Киро Хондзё]. news.yahoo.co.jp (на японском). Yahoo! Япония . Проверено 2 ноября 2020 года .
- ^ Аншутц, Эрик (31 октября 2020 г.). «История и использование дюралюминия в велосипедном строительстве» . Эбыкр . Anschutz Media . Проверено 1 ноября 2020 года .
Дюралюминий использовался для производства велосипедных компонентов и рам с 1930-х по 1990-е годы.
- ^ Дж. Снодграсс и Дж. Моран. Коррозионная стойкость алюминиевых сплавов. В разделе «Коррозия: основы, испытания и защита» , том 13a Руководства по ASM. АСМ, 2003.
- ^ Паркер, Дана Т. Победа в строительстве: производство самолетов в районе Лос-Анджелеса во время Второй мировой войны, стр. 39, 87, 118, Сайпресс, Калифорния, 2013 г. ISBN 978-0-9897906-0-4 .
- ^ Справочник ASM. Том 2, Свойства и выбор: Цветные сплавы и материалы специального назначения . АСМ, 2002.
- ^ Джон П. Фрик, изд. (2000). Инженерные сплавы Вольдмана . ASM International. п. 150. ISBN 9780871706911.
- ^ "Итальянский самолет: Macchi C.200" . Рейс : 563. 27 июня 1940 г.
- ^ Саки, Джо (2008). Библия Lamborghini Miura . Издательство Велос. п. 54. ISBN 9781845841966.