Дюралюминий

Поврежденная огнем дюралюминиевая поперечина дирижабля Цеппелин « Гинденбург» (DLZ129), спасенного с места крушения на военно-морской авиабазе Лейкхерст , штат Нью-Джерси , 6 мая 1937 года.

Коррозия дюралюминия

Дюралюминий (также называемый дюралюминий , дюралюминий , дюраль , дюраль(l)ий или дюраль ) — торговое название одного из самых ранних типов упрочняемых старением алюминиево-медных сплавов . Этот термин представляет собой комбинацию слов Дюренера и алюминия . Его использование в качестве торгового названия устарело. Сегодня этот термин в основном относится к алюминиево-медным сплавам, обозначаемым в Международной системе обозначения сплавов (IADS) как серия 2000, а также к сплавам 2014 и 2024 годов, используемым при изготовлении планера.

Дюралюминий был разработан в 1909 году в Германии. Дюралюминий известен своей прочностью и твердостью, что делает его пригодным для различных применений, особенно в авиационной и аэрокосмической промышленности. Однако он подвержен коррозии, которую можно уменьшить, используя альклад-дюралюминиевые материалы.

История

Дюралюминий был разработан немецким металлургом Альфредом Вильмом в компании Dürener Metallwerke AG . В 1903 году Вильм обнаружил, что после закалки содержащий алюминиевый сплав, 4% меди, затвердевает, если его оставить при комнатной температуре на несколько дней. Дальнейшие улучшения привели к появлению дюралюминия в 1909 году. Это название в основном используется в научной литературе для описания всей системы сплавов Al-Cu или серии «2000», обозначенной в международной системе обозначения сплавов, первоначально созданной в 1970 году Алюминиевой ассоциацией .

Состав

Помимо алюминия , основными материалами дюралюминия являются медь , марганец и магний . Например, Дюралюминий 2024 состоит из алюминия на 91–95 %, меди на 3,8–4,9 %, магния на 1,2–1,8 %, марганца на 0,3–0,9 %, железа <0,5 %, кремния <0,5 %, цинка <0,25 %, титана <0,15 %. , <0,10% хрома и не более 0,15% других элементов вместе взятых. Хотя добавление меди повышает прочность, оно также делает эти сплавы подверженными коррозии . Коррозионную стойкость можно значительно повысить за счет металлургического соединения поверхностного слоя алюминия высокой чистоты, называемого альклад -дюралюминием. Материалы Alclad и по сей день широко используются в авиационной промышленности.

Приложения

Алюминий, легированный медью (сплавы Al-Cu), которые могут подвергаться дисперсионной закалке , обозначаются Международной системой обозначения сплавов как серия 2000. Типичные области применения деформируемых сплавов Al-Cu включают:

• 2011 : Проволока, стержни и прутки для винтовых станков . хорошая обрабатываемость и хорошая прочность. Области применения, где требуется
• 2014 : Сверхпрочные поковки , листы и профили для авиационных деталей, колес и основных конструктивных компонентов, резервуаров и конструкций космических ускорителей, рам грузовиков и компонентов подвески. Области применения, требующие высокой прочности и твердости, включая эксплуатацию при повышенных температурах.
• 2017 или Avional (Франция): около 1% Si. Хорошая обрабатываемость. Приемлемая стойкость к коррозии на воздухе и механические свойства. Во Франции также называется AU4G. Использовался для самолетов между войнами во Франции и Италии. Также нашел некоторое применение в автоспорте с 1960-х годов. поскольку это толерантный сплав, который можно формовать прессованием на относительно простом оборудовании.
• 2024 : Конструкции самолетов, заклепки, метизы, колеса грузовиков, винтовые станки и другие конструкционные изделия.
• 2036 : Лист для кузовных панелей автомобиля.
• 2048 Листы и пластины в конструкционных элементах для аэрокосмической техники и военной техники

Авиация

Образец дюраля с дирижабля USS Akron (ZRS-4) 1931 года выпуска.

Немецкая научная литература открыто публиковала информацию о дюралюминии, его составе и термической обработке до начала Первой мировой войны в 1914 году. Несмотря на это, сплав использовался за пределами Германии только после окончания боевых действий в 1918 году. Сообщения об использовании немцами во время мировой войны Первая война, даже в технических журналах, таких как Flight , все еще могла ошибочно идентифицировать ее ключевой легирующий компонент как магний, а не медь. Инженеры Великобритании не проявляли особого интереса к дюралюминию до окончания войны.

Первый серийный самолет, в котором широко использовался дюралюминий, бронированный Юнкерс JI полутораплан времен Первой мировой войны.

Самая ранняя известная попытка использовать дюралюминий для конструкции самолета тяжелее воздуха произошла в 1916 году, когда Хьюго Юнкерс впервые представил его использование в планере Юнкерса J 3 , одномоторного моноплана «демонстратора технологий», который ознаменовал первое использование дюралюминия. дюралюминиевой гофрированной обшивки торговой марки Юнкерс. Компания Юнкерс завершила только крытые крылья и трубчатый каркас фюзеляжа J 3, прежде чем отказалась от его разработки. Чуть более поздний IdFlieg 1917 года, получивший исключительно обозначение Junkers JI бронированный полутораплан , известный на заводе как Junkers J 4, имел цельнометаллические крылья и горизонтальный стабилизатор, изготовленные так же, как крылья J 3, как и экспериментальный самолет. и годный к полетам полностью дюралюминиевый Junkers J 7 одноместный истребитель Junkers DI , в результате которого был создан истребитель-моноплан с низкорасположенным крылом , представивший Технология цельнодюралюминиевых авиационных конструкций для немецкой военной авиации в 1918 году.

Его первое использование в аэростатических планерах пришло в жестких каркасах дирижаблей , в конечном итоге включая все модели эпохи «Великих дирижаблей» 1920-х и 1930-х годов: британский R100 , немецкие пассажирские цеппелины LZ 127 Graf Zeppelin , LZ 129 Hindenburg , LZ 130. Граф Цеппелин II и ВМС США дирижабли USS Los Angeles (ZR-3, бывший LZ 126) , USS Akron (ZRS-4) и USS Macon (ZRS-5) .

Велосипеды

Дюралюминий использовался для производства компонентов и рам велосипедов с 1930-х по 1990-е годы. Несколько компаний в Сент-Этьене, Франция, отличились своим ранним новаторским внедрением дюралюминия: в 1932 году Verot et Perrin разработали первые шатуны из легкого сплава; в 1934 году Хаубтманн выпустил полную систему шатунов; с 1935 года дюралюминиевые обгонные колеса, переключатели , педали, тормоза и рули производились несколькими компаниями.

Вскоре последовали полные наборы рам, в том числе произведенные: Mercier (а также Aviac и другими лицензиатами) с их популярным семейством моделей Meca Dural, братьями Пелисье и их достойными гонок моделями La Perle, а также Николя Барра и его изысканными моделями середины двадцатого века». Барралум». Здесь также упоминаются другие имена: Пьер Каминад с его прекрасными творениями Caminargent и их экзотическими восьмиугольными трубками, а также Gnome et Rhône с ее глубоким наследием в качестве производителя авиационных двигателей, который после мировой войны также диверсифицировал производство мотоциклов, веломоторов и велосипедов. Два.

Компания Mitsubishi Heavy Industries , которой было запрещено производить самолеты во время американской оккупации Японии, в 1946 году изготовила «крестовый» велосипед из излишков военного времени дюралюминия. «Кросс» был разработан Киро Хондзё , бывшим авиаконструктором, ответственным за Mitsubishi G4M. .

Использование дюралюминия в производстве велосипедов прекратилось в 1970-х и 1980-х годах. Тем не менее, в 1979 году компания Vitus выпустила почтенную раму «979», модель «Duralinox», которая мгновенно стала классикой среди велосипедистов. Vitus 979 был первой серийной алюминиевой рамой, в которой тонкостенные трубки 5083/5086 были скользящими, а затем склеены с помощью сухой термоактивируемой эпоксидной смолы. В результате получился чрезвычайно легкий, но очень прочный каркас. Производство Vitus 979 продолжалось до 1992 года.

Автомобильная промышленность

В 2011 году компания BBS Automotive выпустила RI-D, первое в мире серийное автомобильное колесо из дюралюминия. С тех пор компания производила и другие колеса из дюралюминия, например RZ-D.