Y-сплав
Y-сплав представляет собой алюминиевый никельсодержащий сплав . Он был разработан Британской национальной физической лабораторией во время Первой мировой войны . [1] в попытке найти алюминиевый сплав, который сохранял бы прочность при высоких температурах. [2]
дюралюминий , алюминиевый сплав, содержащий 4% меди . В это время уже был известен [3] Его прочность и ранее неизвестное поведение при старении сделали его популярным выбором для цеппелинов . Самолеты того периода в основном строились из дерева, но существовала потребность в алюминиевом сплаве, подходящем для изготовления двигателей, особенно поршней , которые имели бы прочность дюралюминия, но могли бы сохранять ее при эксплуатации при высоких температурах в течение длительного времени.
Национальная физическая лаборатория начала серию экспериментов по изучению новых алюминиевых сплавов. Экспериментальная серия «Y» оказалась успешной и дала название новому сплаву. [4] Как и дюралюминий, это был сплав меди с 4% содержанием, но с добавлением 2% никеля и 1,5% магния . [4] Добавление никеля было новшеством для алюминиевых сплавов. Эти сплавы представляют собой одну из трех основных групп высокопрочных алюминиевых сплавов. никель-алюминиевых сплавов Преимуществом является сохранение прочности при высоких температурах.
Сплав сначала использовался в литом виде, но вскоре стал использоваться для ковки и . Одной из наиболее насущных потребностей была разработка надежных поршней для авиационных двигателей. Первыми специалистами по ковке этого сплава были Peter Hooker Limited из Уолтемстоу , более известные как The British Gnôme и Le Rhône Engine Co. [5] Они построили по лицензии двигатель Gnome и оснастили его поршнями из сплава Y вместо прежнего чугуна . [5] Эти поршни имели большой успех, хотя впечатление о сплаве как о панацее, подходящей для всех применений, было менее успешным; Цилиндр Gnôme из сплава Y вышел из строя при первом обороте. [6] Фрэнк Хэлфорд использовал шатуны из этого сплава для своего двигателя de Havilland Gipsy , но эти другие применения не произвели впечатления на Рода Бэнкса . [5]
В спецификации Министерства авиации DTD 58A от апреля 1927 года указан состав и термическая обработка деформируемого сплава Y. [7] Сплав стал чрезвычайно важен для поршней и компонентов двигателей в целом, но мало использовался для элементов конструкции планеров . [7]
В конце 1920-х годов дальнейшие исследования никель-алюминиевых сплавов привели к созданию успешного Hiduminium или «сплавов RR», разработанных компанией Rolls-Royce . [8] [9]
Состав сплава
[ редактировать ]| Состав [2] | |
|---|---|
| Алюминий | 92.5% |
| Медь | 4.0% |
| Никель | 2.0% |
| Магний | 1.5% |
Термическая обработка
[ редактировать ]Как и многие алюминиевые сплавы, сплав Y самопроизвольно затвердевает при нормальных температурах после термообработки на раствор . Термическая обработка заключается в нагревании его до 500–520 ° C (от 932 до 968 ° F) в течение 6 часов, а затем в течение 7–10 дней ему дают возможность состариться естественным путем. [2] В результате дисперсионного твердения , происходящего во время этого старения, образуются выделения как CuAl 2 , так и NiAl 3 . [4]
Требуемое время зависит от зернистой структуры сплава. Кованые детали имеют наиболее грубую эвтектическую массу и поэтому требуют больше времени. При литье кокильное литье предпочтительнее литья в песчаные формы , поскольку оно дает более тонкую структуру, которая лучше поддается термической обработке. [4]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Ф. Дж. Камм (январь 1944 г.). «Y-сплав». Словарь металлов и сплавов (3-е изд.). п. 128.
- ^ Jump up to: а б с Ролласон, ЭЦ «Y-сплав». Металлургия для инженеров . Эдвард Арнольд. стр. 277–279.
- ^ Ф. Дж. Камм (январь 1944 г.). «Дюралюминий». Словарь металлов и сплавов (3-е изд.). п. 42.
- ^ Jump up to: а б с д Хиггинс, Раймонд А. (1983). «Часть I: Прикладная физическая металлургия». Машиностроительная металлургия (5-е изд.). Ходдер и Стоутон. стр. 435–438. ISBN 0-340-28524-9 .
- ^ Jump up to: а б с Бэнкс, коммодор авиации Ф.Р. (Род) (1978). Я не вел дневника . Эйрлайф. п. 63. ИСБН 0-9504543-9-7 .
- ^ Бэнкс, Я не вел дневника , с. 69
- ^ Jump up to: а б Мерфи, Эй Джей (1966). «Материалы в авиационных конструкциях». Дж. Королевское авиационное общество . 70 (661): 117. doi : 10.1017/S0001924000094021 . ISSN 0368-3931 .
- ^ Ф. Дж. Камм (январь 1944 г.). «Хидуминиум». Словарь металлов и сплавов (3-е изд.). п. 58.
- ^ Ф. Дж. Камм (январь 1944 г.). «РР-сплавы». Словарь металлов и сплавов (3-е изд.). п. 102.