Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Шестицилиндровый 5-литровый полностью алюминиевый двигатель для Armstrong Siddeley Special

В Hiduminium сплавы или RR сплавы представляют собой серию высокопрочных, жаропрочных алюминиевых сплавов , разработанных для использования самолетов с Rolls-Royce ( «РР») до Второй мировой войны . [1] Они были изготовлены , а затем разработаны Высокопроизводительными сплавы Ltd. [1] Название Привет - Du -Minium происходит от того из Hi Г.Х. Du ти Alu сурик сплавов.

Первый из этих алюминиевых сплавов получил название «RR50» . [1] Этот сплав был впервые разработан для поршней в автоспорте , [2] и только позже был принят для использования в авиационных двигателях . Это было развитие более раннего сплава Y , первого из никельсодержащих легких алюминиевых сплавов . [3] Эти сплавы являются одной из трех основных групп высокопрочных алюминиевых сплавов, никель-алюминиевые сплавы обладают преимуществом сохранения прочности при высоких температурах, что делает их особенно полезными для поршней .

Rolls-Royce , R двигатель

Раннее принятие [ править ]

К 1929 году эти сплавы использовались ограниченно в самолетах, они использовались в двигателе Rolls-Royce R, который успешно участвовал в гонках на гидросамолете Schneider Trophy . Они быстро распространились среди других производителей, а в 1931 году были приняты ABC для своего двигателя Hornet . [4] Сплав RR50 был использован для картера, RR53 для поршней.

Их первым массовым производством стал седан Armstrong Siddeley Special 1933 года. [2] Armstrong Siddeley уже имел опыт работы со сплавом и имел финансовые вложения в его производителя из своего бизнеса по производству авиационных двигателей.

Преимущества этих сплавов признаны во всем мире. Когда 576 поршней из сплава Hiduminium RR59 использовались для трансатлантического полета итальянского маршала Бальбо , [5] High Duty Alloys использовали его в своей собственной рекламе. [6]

High Duty Alloys Ltd. [ править ]

Высокопроизводительная Сплавы Ltd. была основана в Farnham Road, Slough в 1927 году [7] от полковника WC Деверо . [8]

Компания началась на руинах завода по производству авиационных двигателей времен Первой мировой войны - Peter Hooker Limited из Уолтемстоу . [9] Hookers лицензии построен Gnome двигатель, помимо всего прочего, а для авиационных двигателей выбрали известен как Британский Gnome и Ле Рона Engine Co. [10] Они стали экспертом в трудоспособном Y сплава . [11] Послевоенное сокращение спроса и обильные поставки излишков военных двигателей усложнили жизнь всем производителям двигателей и компонентов. После покупки в начале 1920 года BSA пересмотрела свою деятельность и решила, что Hooker's следует ликвидировать. Через несколько лет вПосле добровольной ликвидации , деятельность Hooker прекратилась в конце 1927 года, когда были проданы ее мастерские.

Примерно в то же время был получен крупный заказ на несколько тысяч поршней для двигателя Armstrong Siddeley Jaguar . У Armstrong Siddeley не было другого подходящего источника для этих поршней, поэтому WC Devereux, менеджер по производству Hooker, предложил создать новую компанию для выполнения этого заказа. Джон Сиддели одолжил деньги на повторную закупку необходимого оборудования и повторное использование некоторых сотрудников Hooker. [9] Поскольку здания уже были проданы, новая компания нашла помещения в Слау .

Спрос со стороны Rolls-Royce позже привел к расширению завода в Реддиче . Эти материалы были настолько важны для производства самолетов, что с началом Второй мировой войны в отдаленном районе Камберленда (ныне Камбрия ), в Дистингтоне , недалеко от Уайтхейвена, была основана фабрика теней . [7]

Помимо производства слитков необработанного сплава, производство включало в себя начальные процессы ковки или литья. Окончательную обработку возьмет на себя заказчик. Hiduminium был настолько успешным, что во время Второй мировой войны его использовали все основные британские производители авиационных двигателей.

В 1934 году компания Reynolds Tube Co. начала производство экструдированных конструктивных элементов для планеров с использованием сплава RR56, поставляемого High Duty Alloys. Новый специально построенный завод был построен на их заводах в Тайзли , Бирмингем . [12] Со временем послевоенная компания Reynolds, уже известная своими стальными трубами рамы велосипедов , попытается выжить на рынке мирного времени, поставляя компоненты из сплава Hiduminium для высококлассных алюминиевых велосипедных шатунов и тормозов . [13]

Крыльчатка (компрессор) и корпус компрессора реактивного двигателя Power Jets WU 1937 года были сделаны из 56 и 55 руб. Соответственно. В последующих Power Jets W.1 материал компрессора был изменен на RR.59. [14] К 1943 году de Havilland Goblin , первый реактивный двигатель британского производства, построенный в больших количествах, находился в разработке. Центробежный компрессорпоскольку это началось с 500-фунтового «сыра» стоимостью 50 рупий, крупнейшей поковки, сделанной из него. После обработки они были уменьшены до 109 фунтов. Размер этой поковки был настолько велик, что скорость охлаждения в ее центре влияла на металлургические свойства сплава; Деверо посоветовал снизить содержание кремния до уровня ниже 0,25%, и этот сплав RR.50 с низким содержанием кремния использовался в производстве Goblin.

Компания залила 1600 факелов для Олимпийских игр 1948 года в Лондоне . [15]

Состав сплава [ править ]

В дюралевых сплавах уже продемонстрировали высокопрочные алюминиевые сплавы. Достоинством сплава Y была его способность сохранять высокую прочность при высоких температурах. Сплавы RR были разработаны Hall & Bradbury в Rolls-Royce [3] отчасти для упрощения производства компонентов с их использованием. Для контроля их физических свойств использовался преднамеренный процесс термообработки, состоящий из нескольких этапов.

Что касается состава, сплав Y обычно содержит 4% меди и 2% никеля. Сплавы RR уменьшают каждый из них вдвое, до 2% и 1%, и вводится 1% железа.

Пример состава:

RR56 [1]
Температура плавления635 ° С
Плотность2,75
Состав
Алюминий93,7%
Медь2,0%
Утюг1,4%
Никель1,3%
Магний0,8%
Кремний0,7%
Титана0,1%

Термическая обработка [ править ]

Как и многие алюминиевые сплавы, Y-сплав самопроизвольно затвердевает при нормальных температурах после термообработки на твердый раствор . Напротив, сплавы RR после этого остаются мягкими до тех пор, пока не будут снова подвергнуты термообработке путем дисперсионного твердения для искусственного старения. [3] Это упрощает их обработку в мягком состоянии, особенно когда заготовки компонентов изготавливаются субподрядчиком и должны быть отправлены на другое место перед обработкой. Для RR56 обработка раствора заключается в закалке от 530 ° C и старении при 175 ° C. [3] Для RR50 обработку раствором можно не проводить, а металл подвергать дисперсионному твердению (155–170 ° C). [16]

После обработки раствором прочность сплава на растяжение увеличивается, но его модуль Юнга уменьшается. Второй этап искусственного старения немного увеличивает прочность, но также восстанавливает или улучшает модуль. [17]

RR53 B, кокильное литье [17]
Максимальное напряжение
Тонны / кв. Дюйм.		Деформация
(удлинение)
В ролях143%
Решение обработано226%
Раствор обработанный
и искусственно состаренный		26 год3%
Состав, RR53 B [17]
Алюминий92,8%
Медь2,5%
Никель1,5%
Утюг1,2%
Кремний1,2%
Магний0,8%

Ассортимент сплавов [ править ]

Ряд сплавов был произведен в диапазоне RR50. [18] Их можно было обрабатывать путем литья или ковки, но они не предназначались для прокатки в виде листа или общей обработки из пруткового материала .

50 руб.Универсальный литейный сплав
53 руб.Литой под давлением поршневой сплавДополнительное содержание кремния для улучшения текучести при машинном литье
56 руб.Универсальный ковочный сплав
58 руб.Кованый сплав с низкой ползучестью для вращающихся рабочих колес и компрессоров [19]
59 руб.Кованый поршневой сплав

Количество сплавов расширилось для поддержки ряда применений и технологий обработки. На Парижском авиашоу 1953 года компания High Duty Alloys представила не менее восьми различных сплавов Hiduminium RR: 20, 50, 56, 58, 66, 77, 80, 90. [20] Также были показаны лопатки компрессора газовой турбины и лопатки турбины из Hiduminium. , а также ряд их продуктов из серии магниевых сплавов.

RR58, также известный как Алюминий 2618, содержащий 2,5 меди, 1,5 магния, 1,0 железа, 1,2 никеля, 0,2 кремния, 0,1 титана и остаток алюминия, и первоначально предназначенный для лопаток компрессора реактивных двигателей , использовался в качестве основного конструкционного материала для Concorde. Планер, поставленный High Duty Alloys, также был известен как AU2GN французской стороне проекта. [21]

Более поздние сплавы, такие как RR66, использовались для изготовления листов, где требовалась высокая прочность сплава, который можно обрабатывать методом глубокой вытяжки . [22] Это становилось все более важным с появлением более быстрых реактивных самолетов после войны, когда стали важны такие вопросы, как околозвуковая сжимаемость . Теперь необходимо было, чтобы материал покрытия самолета был прочным, а не только лонжерон или каркас под ним.

RR350, жаропрочный сплав, пригодный для литья в песчаные формы, использовался в реактивном двигателе General Electric YJ93, а также в General Electric GE4, предназначенном для позже отмененного американского проекта Boeing 2707 SST . [23]

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d Камм, Фредерик (январь 1944 г.). «Сплавы RR». Словарь металлов и сплавов (3-е изд.). п. 102. CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
  2. ^ a b Камм, Фредерик (январь 1944 г.). «Гидуминий». Словарь металлов и сплавов (3-е изд.). п. 58. CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
  3. ^ а б в г Мерфи, AJ (1966). «Материалы в конструкциях самолетов». Дж . Королевское авиационное общество . 70 (661): 117. ISSN 0368-3931 . 
  4. ^ "ABC 'Hornet' Modified" (PDF) . Рейс : 335. 17 апреля 1931 г.
  5. ↑ Флот из двадцати четырехлетающих лодок Savoia-Marchetti S.55 , каждая с двумя тандемными двигателями V-12, прилетел навыставкуChicago Century of Progress .
  6. ^ "Еще один триумф Hiduminium" (реклама) . Полет . 14 сентября 1933 г.
  7. ^ a b "High Duty Alloys Ltd, Дистингтон" .[ постоянная мертвая ссылка ]
  8. ^ "Полковник WC Devereux" . Рейс : 762–763. 27 июня 1952 г.
  9. ^ a b Бэнкс, Air Commodore FR (Род) (1978). Я не вела дневника . Эйрлайф. п. 71. ISBN 0-9504543-9-7. CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
  10. ↑ Бэнкс, Я не вел дневник , стр. 63
  11. ↑ FJ Camm (январь 1944 г.). «Y-сплав». Словарь металлов и сплавов (3-е изд.). п. 128. CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
  12. ^ "Гидуминий для самолетов" (PDF) . Рейс : 1070. 11 октября 1934 г.
  13. ^ Хилари Стоун. «Тормоза GB (компоненты цикла Джерри Берджесса, 1948)» .
  14. ^ http://www.imeche.org/docs/default-source/presidents-choice/jc12_1.pdf
  15. ^ «Олимпийские игры 1948 года» (PDF) . Здесь и там. Полет . Vol. LIV нет. 2065. 22 июля 1948 г., с. 90.
  16. ^ Хиггинс, Раймонд А. (1983). Часть I: Прикладная физическая металлургия . Машиностроительная металлургия (5-е изд.). Ходдер и Стоутон. С. 435–438. ISBN 0-340-28524-9.
  17. ^ a b c "Авиационный инженер, 25 января 1934 г., Hiduminium RR53 B" (PDF) . Инженер-авиастроитель (приложение к « Полету» ) : 8. 25 января 1934 г.
  18. ^ "Сплавы Hiduminium RR" (PDF) . Рейс : 84. 22 января 1932 г.
  19. ^ "Крыльчатка охлаждающего воздуха, кованная в RR 58" . Полет : 16. 1 января 1954 г.
  20. ^ "Британия на Парижском авиашоу" (PDF) . Рейс : 808. 26 июня 1953 г.
  21. ^ "Материалы производства Конкорда" . Наследие Конкорд . Архивировано из оригинала на 2012-06-25.
  22. ^ "Реклама Hiduminium RR66 с DH Comet" (реклама) . Полет . 13 марта 1959 г.
  23. ^ Gunderson, Allen W. (февраль 1969). «Механические свойства двух литейных алюминиевых сплавов при повышенных температурах» . Лаборатория материалов ВВС, авиабаза Райт-Паттерсон . AFML-TR-69-100.

Внешние ссылки [ править ]

  • Реклама сплава RR 56, выпущенного в 1936 году.
  • Реклама алюминиевого сплава 1941 г.
  • «10 000 000-я лопатка, произведенная из Hiduminium» - реклама Hiduminium в 1954 году в качестве материала турбинных лопаток.