stringtranslate.com

Хидуминиум

Шестицилиндровый 5-литровый полностью гидуминиевый двигатель для Armstrong Siddeley Special.

Сплавы Hiduminium или сплавы RR представляют собой серию высокопрочных, жаропрочных алюминиевых сплавов , разработанных для использования в самолетах компанией Rolls-Royce («RR») перед Второй мировой войной . [1] Они были изготовлены и позже разработаны компанией High Duty Alloys Ltd. [1] Название Hi - Du -Minium происходит от названия алюминиевых сплавов High Duty .

Первый из этих сплавов гидуния получил название «RR50» . [1] Этот сплав был впервые разработан для гоночных поршней , [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. Преимущество никель-алюминиевых сплавов заключается в сохранении прочности при высоких температурах, что делает их особенно полезными для поршней .

Двигатель Rolls - Royce R

Раннее принятие

К 1929 году эти сплавы ограниченно использовались в самолетах: они использовались в двигателе Rolls-Royce R , который добился успеха в гонках на гидросамолетах Schneider Trophy . Они быстро распространились среди других производителей, и в 1931 году компания ABC приняла их на вооружение для своего двигателя Hornet . [4] Для картера использовался сплав RR50, для поршней — RR53.

Их первое массовое использование было в седане Armstrong Siddeley Special в 1933 году. [2] Armstrong Siddeley уже имела опыт работы со сплавом и финансовые инвестиции в его производителя из своего бизнеса по производству авиационных двигателей.

Преимущества этих сплавов были признаны во всем мире. Когда 576 поршней из сплава Hiduminium RR59 использовались в трансатлантическом перелете итальянского маршала Бальбо , [5] компания High Duty Alloys использовала их в своей рекламе. [6]

ООО "Высокопрочные сплавы"

Компания High Duty Alloys Ltd. была основана на Фарнем-Роуд, Слау , в 1927 году [7] полковником У. К. Деверо . [8]

Компания началась на руинах изготовителя авиационных двигателей времен Первой мировой войны Peter Hooker Limited из Уолтемстоу . [9] Хукерс построил по лицензии двигатель Gnôme , среди прочего, а в качестве авиационных двигателей выбрал компанию The British Gnôme and Le Rhône Engine Co. [10] Они стали экспертами в обработке Y-сплава. [11] Послевоенное снижение спроса и обильные поставки двигателей, излишков войны, усложнили жизнь всем производителям двигателей и компонентов. После покупки в начале 1920 года BSA проверила свою деятельность и решила, что Hooker's следует ликвидировать. После нескольких лет добровольной ликвидации деятельность Hooker прекратилась в конце 1927 года, когда ее мастерские были проданы.

Примерно в это же время был получен крупный заказ на несколько тысяч поршней для двигателя Armstrong Siddeley Jaguar . У Армстронга Сиддели не было другого надежного поставщика этих поршней, поэтому У. К. Деверо, руководитель завода Hooker, предложил создать новую компанию для выполнения этого заказа. Джон Сиддели одолжил деньги на повторную закупку необходимого оборудования и повторное трудоустройство части персонала Хукера. [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 имели настолько важное значение для производства самолетов, что с началом Второй мировой войны в отдаленном районе Камберленда (ныне Камбрия ), в Дистингтоне , недалеко от Уайтхейвена , была основана теневая фабрика . [7]

Помимо производства слитков из необработанного сплава, производство включало первоначальные процессы ковки или литья. Финишную обработку возьмет на себя заказчик. Хидуминиум оказался настолько успешным, что во время Второй мировой войны его использовали все крупные британские производители авиационных двигателей.

В 1934 году компания Reynolds Tube Co. начала производство экструдированных конструктивных компонентов для планеров, используя сплав RR56, поставляемый High Duty Alloys. На их заводе в Тайсли , Бирмингем, был построен новый специально построенный завод . [12] Со временем послевоенная компания Reynolds, уже известная своими стальными трубами для велосипедных рам , попытается выжить на рынке мирного времени, поставляя компоненты из гидуминиевого сплава для высококачественных алюминиевых велосипедных шатунов и тормозов . [13]

Рабочее колесо (компрессор) и корпус компрессора реактивного двигателя Power Jets WU 1937 года были изготовлены из RR.56 и RR.55 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, который будет построен в больших количествах, находился в разработке. Центробежный компрессор для этого начинался как «сыр» весом 500 фунтов из RR.50, самая большая поковка, сделанная из него. После механической обработки они уменьшились до 109 фунтов. Размер этой поковки был настолько велик, что скорость охлаждения в ее центре повлияла на металлургические свойства сплава; Деверо посоветовал снизить содержание кремния до уровня ниже 0,25%, и этот сплав RR.50 с низким содержанием кремния использовался при производстве Goblin.

Компания отлила 1600 факелов для Олимпийских игр в Лондоне в 1948 году . [15]

Состав сплава

Дюралюминиевые сплавы уже продемонстрировали высокопрочные алюминиевые сплавы . Достоинством сплава Y была его способность сохранять высокую прочность при высоких температурах. Сплавы RR были разработаны компанией Hall & Bradbury в компании Rolls-Royce [3] отчасти для упрощения производства компонентов с их использованием. Для контроля их физических свойств использовался целенаправленный многоэтапный процесс термообработки.

Что касается состава, сплав Y обычно содержит 4% меди и 2% никеля. В сплавах RR содержание каждого из них снижается вдвое до 2 и 1%, а также вводится 1% железа.

Пример состава:

Термическая обработка

Как и многие алюминиевые сплавы, сплав Y самопроизвольно затвердевает при нормальных температурах после термообработки на раствор . Напротив, сплавы RR после этого остаются мягкими до тех пор, пока их не подвергнут повторной термообработке путем дисперсионного твердения для искусственного старения. [3] Это упрощает их обработку в мягком состоянии, особенно когда заготовки компонентов изготавливаются субподрядчиком и перед обработкой должны быть отправлены на другой объект. Для RR56 обработка раствором заключается в закалке от 530°С и старении при 175°С. [3] Для RR50 обработку на раствор можно не проводить и металл сразу отправлять на дисперсионное твердение (155–170 °C). [16]

После обработки на раствор прочность сплава увеличивается, но модуль Юнга снижается. Второй этап искусственного старения незначительно увеличивает прочность, но также восстанавливает или улучшает модуль упругости. [17]

Диапазон сплавов

В диапазоне RR50 был произведен ряд сплавов. [18] Их можно было обрабатывать методом литья или ковки, но они не предназначались для прокатки листов или общей механической обработки из пруткового материала .

Количество сплавов расширилось, чтобы обеспечить широкий спектр применений и технологий обработки. На Парижском авиасалоне 1953 года компания High Duty Alloys продемонстрировала не менее восьми различных сплавов Hiduminium RR: 20, 50, 56, 58, 66, 77, 80, 90. [20] Также были показаны компрессор газовой турбины и лопатки турбины из Hiduminium. , а также ряд их продуктов из серии сплавов магнуминиума.

В качестве основного конструкционного материала для Конкорда использовался сплав RR58, также известный как Алюминий 2618, включающий 2,5 меди, 1,5 магния, 1,0 железа, 1,2 никеля, 0,2 кремния, 0,1 титана и оставшуюся часть алюминия и первоначально предназначавшийся для изготовления лопаток компрессора реактивных двигателей . планер, поставленный компанией High Duty Alloys, французской стороне проекта он также был известен как AU2GN. [21]

Более поздние сплавы, такие как RR66, использовались для изготовления листов, где требовалась высокая прочность сплава, пригодного для обработки путем глубокой вытяжки . [22] Это становилось все более важным с появлением послевоенных более быстрых реактивных самолетов, поскольку стали важными такие проблемы, как трансзвуковая сжимаемость . Теперь необходимо было, чтобы обшивка самолета была прочной, а не только лонжерон или каркас под ним.

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

Рекомендации

  1. ^ abcd Камм, Фредерик (январь 1944 г.). «РР Сплавы». Словарь металлов и сплавов (3-е изд.). п. 102.
  2. ^ аб Камм, Фредерик (январь 1944 г.). «Хидуминиум». Словарь металлов и сплавов (3-е изд.). п. 58.
  3. ^ abcd Мерфи, AJ (1966). «Материалы в авиационных конструкциях». Журнал Королевского авиационного общества . 70 (661): 117. doi :10.1017/S0001924000094021. ISSN  0368-3931. S2CID  114130292.
  4. ^ «Модифицированный ABC 'Hornet'» (PDF) . Рейс : 335. 17 апреля 1931 г.
  5. ↑ Флот из двадцати четырёх летающих лодок Savoia-Marchetti S.55 , каждая с двумя тандемными двигателями V-12, прилетел на выставку «Век прогресса» в Чикаго .
  6. ^ «Еще один триумф Хидуминиума» (реклама) . Полет . 14 сентября 1933 года.
  7. ^ ab "High Duty Alloys Ltd, Дистингтон".[ постоянная мертвая ссылка ]
  8. ^ "Полковник У. К. Деверо" . Рейс : 762–763. 27 июня 1952 года.
  9. ^ аб Бэнкс, коммодор авиации Ф.Р. (Род) (1978). Я не вел дневника . Эйрлайф. п. 71. ИСБН 0-9504543-9-7.
  10. ^ Бэнкс, Я не вел дневника, с. 63
  11. ^ Ф. Дж. Камм (январь 1944 г.). «Y-сплав». Словарь металлов и сплавов (3-е изд.). п. 128.
  12. ^ «Гидуминиум 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/prresidents-choice/jc12_1.pdf [ пустой URL-адрес PDF ]
  15. ^ «Олимпиада 1948 года» (PDF) . Здесь и там. Полет . Том. ЛИВ, нет. 2065. 22 июля 1948. с. 90.
  16. ^ Хиггинс, Раймонд А. (1983). Часть I: Прикладная физическая металлургия (5-е изд.). Ходдер и Стоутон. стр. 435–438. ISBN 0-340-28524-9. {{cite book}}: |work=игнорируется ( помощь )
  17. ^ abc «Авиационный инженер, 25 января 1934 г., Hiduminium RR53 B» (PDF) . Авиационный инженер (Дополнение к полету) : 8. 25 января 1934 г.
  18. ^ «Гидуминиевые сплавы RR» (PDF) . Рейс : 84. 22 января 1932 г.
  19. ^ «Крыльчатка охлаждающего воздуха, выкованная из RR 58» . Рейс : 16. 1 января 1954 г.
  20. ^ «Британия на авиашоу в Париже» (PDF) . Рейс : 808. 26 июня 1953 г.
  21. ^ "Материалы для производства Конкорда" . Наследие Конкорда . Архивировано из оригинала 25 июня 2012 года.
  22. ^ «Реклама Hiduminium RR66 с участием DH Comet» (реклама) . Полет . 13 марта 1959 года.
  23. ^ Гундерсон, Аллен В. (февраль 1969 г.). «Механические свойства двух литых алюминиевых сплавов при повышенных температурах». Лаборатория материалов ВВС, авиабаза Райт-Паттерсон . АФМЛ-ТР-69-100.

Внешние ссылки