Hiduminium

Sześciocylindrowy, 5-litrowy, całkowicie Hiduminium silnik do Armstrong Siddeley Special

Stopy Hiduminium lub stopy RR to seria stopów aluminium o wysokiej wytrzymałości i wysokiej temperaturze , opracowanych do użytku w samolotach przez firmę Rolls-Royce („RR”) przed II wojną światową . Zostały wyprodukowane, a później opracowane przez High Duty Alloys Ltd. Nazwa Hi - Du - Minium pochodzi od nazwy High Duty Alu miniium Alloys.

Pierwszy z tych stopów Hiduminium został nazwany „RR50” . Stop ten został po raz pierwszy opracowany do tłoków stosowanych w wyścigach samochodowych , a dopiero później został zastosowany w silnikach lotniczych . Było to rozwinięcie wcześniejszego stopu Y , pierwszego z lekkich stopów aluminium zawierających nikiel . Stopy te są jedną z trzech głównych grup stopów aluminium o wysokiej wytrzymałości, przy czym stopy niklowo-aluminiowe mają tę zaletę, że zachowują wytrzymałość w wysokich temperaturach, co czyni je szczególnie przydatnymi na tłoki .

Silnik Rolls -Royce R

Wczesna adopcja

Stopy były używane w samolotach w ograniczonym stopniu do 1929 roku, były używane w silniku Rolls-Royce R , który odniósł sukces w wyścigach wodnosamolotów Schneider Trophy . Szybko rozprzestrzeniły się na innych producentów, w 1931 roku zostały przyjęte przez ABC do ich silnika Hornet . Na skrzynię korbową zastosowano stop RR50, na tłoki RR53.

Ich pierwsze zastosowanie w produkcji masowej miało miejsce w sedanie Armstrong Siddeley Special z 1933 roku. Armstrong Siddeley miał już doświadczenie ze stopem i inwestycje finansowe w jego producenta, z ich branży silników lotniczych.

Zalety tych stopów zostały docenione na całym świecie. Kiedy 576 tłoków ze stopu Hiduminium RR59 zostało użytych podczas transatlantyckiego lotu włoskiego marszałka Balbo , firma High Duty Alloys wykorzystała je we własnej reklamie.

High Duty Alloys Ltd.

Firma High Duty Alloys Ltd. została założona przy Farnham Road w Slough w 1927 roku przez pułkownika WC Devereux .

Firma powstała na gruzach budowniczego silników lotniczych z I wojny światowej , firmy Peter Hooker Limited z Walthamstow . Prostytutki zbudowały na licencji Gnôme , a dla silników lotniczych wybrały nazwę The British Gnôme i Le Rhône Engine Co. Stały się ekspertami w obróbce stopu Y. Powojenny spadek popytu i obfita podaż silników pochodzących z nadwyżek wojennych sprawiły, że czasy były trudne dla wszystkich producentów silników i komponentów. Po zakupieniu go na początku 1920 roku BSA dokonał przeglądu swojej działalności i zdecydował, że Hooker's powinien zostać zlikwidowany. Po kilku latach dobrowolnej likwidacji działalność firmy Hooker zakończyła się pod koniec 1927 r., kiedy to sprzedano jej warsztaty.

Mniej więcej w tym czasie otrzymano duże zamówienie na kilka tysięcy tłoków do silnika Armstrong Siddeley Jaguar . Armstrong Siddeley nie miał innego zdolnego źródła tych tłoków, więc WC Devereux, kierownik zakładu Hooker, zaproponował utworzenie nowej firmy w celu zrealizowania tego zamówienia. John Siddeley pożyczył pieniądze na ponowny zakup niezbędnego sprzętu i ponowne zatrudnienie części personelu firmy Hooker. Ponieważ budynki zostały już sprzedane, nowa firma znalazła siedzibę w Slough .

Popyt ze strony Rolls-Royce'a doprowadził później do ekspansji na fabrykę w Redditch . Materiały te były tak ważne dla produkcji samolotów, że wraz z wybuchem II wojny światowej Cumberland (obecnie Kumbria ), w Distington , niedaleko Whitehaven , powstała fabryka cieni .

Oprócz produkcji wlewków z surowego stopu produkcja obejmowała wstępne procesy kucia lub odlewania. Obróbka wykańczająca byłaby wykonywana przez klienta. Hiduminium odniosło taki sukces, że podczas II wojny światowej było używane przez wszystkich głównych brytyjskich producentów silników lotniczych.

W 1934 roku firma Reynolds Tube Co. rozpoczęła produkcję wytłaczanych elementów konstrukcyjnych do płatowców ze stopu RR56 dostarczanego przez firmę High Duty Alloys. W ich zakładach w Tyseley w Birmingham zbudowano nową, specjalnie wybudowaną fabrykę . Z czasem powojenna firma Reynolds, znana już ze stalowych do ram rowerowych , próbowała przetrwać na rynku w czasie pokoju, dostarczając komponenty ze stopu Hiduminium do wysokiej klasy aluminiowych korb i hamulców rowerowych .

Wirnik (sprężarka) i obudowa sprężarki silnika odrzutowego Power Jets WU z 1937 r . Zostały wykonane odpowiednio z RR.56 i RR.55. W kolejnych Power Jets W.1 materiał sprężarki został zmieniony na RR.59. Do 1943 roku de Havilland Goblin , pierwszy brytyjski silnik odrzutowy produkowany w dużych ilościach. Sprężarka odśrodkowa zaczęło się to od 500-funtowego „sera” RR.50, największej wykonanej z niego odkuwki. Po obróbce zostały one zmniejszone do 109 funtów. Rozmiar tej odkuwki był tak duży, że szybkość chłodzenia w jej środku wpływała na właściwości metalurgiczne stopu; Devereux zalecił zmniejszenie zawartości krzemu do poziomu poniżej 0,25% i ten niskokrzemowy stop RR.50 był używany podczas całej produkcji Goblin.

Firma odlała 1600 pochodni na Letnie Igrzyska Olimpijskie w 1948 roku .

Skład stopu

Stopy duraluminium wykazały już wysoką wytrzymałość stopów aluminium. Zaletą stopu Y była jego zdolność do zachowania wysokiej wytrzymałości w wysokich temperaturach. Stopy RR zostały opracowane przez firmę Hall & Bradbury w firmie Rolls-Royce, częściowo w celu uproszczenia produkcji komponentów z ich wykorzystaniem. Zastosowano celowy wieloetapowy proces obróbki cieplnej w celu kontrolowania ich właściwości fizycznych.

Pod względem składu stop Y zazwyczaj zawiera 4% miedzi i 2% niklu. Stopy RR zmniejszają każdy z nich o połowę do 2% i 1%, a wprowadza się 1% żelaza.

Przykładowy skład:

RR56
Temperatura topnienia 635°C
Gęstość 2,75
Kompozycja
Aluminium 93,7%
Miedź 2,0%
Żelazo 1,4%
Nikiel 1,3%
Magnez 0,8%
Krzem 0,7%
Tytan 0,1%

Obróbka cieplna

Podobnie jak w przypadku wielu stopów aluminium, wiek stopu Y twardnieje samorzutnie w normalnych temperaturach po obróbce cieplnej rozpuszczania . W przeciwieństwie do tego stopy RR pozostają później miękkie, aż do celowej ponownej obróbki cieplnej przez utwardzanie wydzieleniowe do sztucznego starzenia. Upraszcza to ich obróbkę w stanie miękkim, szczególnie tam, gdzie półfabrykaty elementów są wykonywane przez podwykonawcę i przed obróbką muszą zostać wysłane na inne miejsce. W przypadku RR56 obróbka roztworem polega na hartowaniu od 530 °C i starzeniu w 175 °C. W przypadku RR50 obróbkę rozpuszczającą można pominąć, a metal poddać bezpośrednio utwardzaniu wydzieleniowemu (155°C-170°C).

Po obróbce roztworem wytrzymałość stopu na rozciąganie wzrasta, ale jego moduł Younga maleje. Drugi etap sztucznego starzenia nieznacznie zwiększa wytrzymałość, ale także przywraca lub poprawia moduł sprężystości.

RR53 B, odlewany na zimno

Maksymalne tony naprężenia /cal kwadratowy.
Odkształcenie (wydłużenie)
W obsadzie 14 3%
Roztwór potraktowany 22 6%

Roztwór potraktowany i sztucznie starzony 		26 3%
Skład, RR53 B
Aluminium 92,8%
Miedź 2,5%
Nikiel 1,5%
Żelazo 1,2%
Krzem 1,2%
Magnez 0,8%

Asortyment stopów

W zakresie RR50 wyprodukowano szereg stopów. Można je było obrabiać przez odlewanie lub kucie, ale nie były one przeznaczone do walcowania jako blacha lub ogólna obróbka z prętów .

50 zł Stop odlewniczy ogólnego przeznaczenia
RR 53 Odlewany stop tłoka Dodatkowa zawartość krzemu poprawia płynność podczas odlewania maszynowego
RR 56 Stop do kucia ogólnego zastosowania
RR 58 Stop do kucia o niskim pełzaniu do obracających się wirników i sprężarek
RR 59 Kuty stop tłoka

Zwiększono liczbę stopów, aby wspierać szereg zastosowań i technik przetwarzania. Na pokazie lotniczym w Paryżu w 1953 r. firma High Duty Alloys zaprezentowała co najmniej osiem różnych stopów Hiduminium RR: 20, 50, 56, 58, 66, 77, 80, 90. Pokazano również sprężarkę turbiny gazowej i łopatki turbiny wykonane z Hiduminium oraz gamę swoich produktów w serii stopów Magnumium.

RR58, znany również jako aluminium 2618, zawierający 2,5 miedzi, 1,5 magnezu, 1,0 żelaza, 1,2 niklu, 0,2 krzemu, 0,1 tytanu i pozostałą część aluminium, pierwotnie przeznaczony do łopatek sprężarki silnika odrzutowego, został użyty jako główny materiał konstrukcyjny dla Concorde płatowiec, dostarczony przez High Duty Alloys, po francuskiej stronie projektu był również znany jako AU2GN.

Późniejsze stopy, takie jak RR66, były używane do blachy, gdzie potrzebna była wysoka wytrzymałość stopu, który można obrabiać przez głębokie tłoczenie . Stało się to coraz ważniejsze w przypadku szybszych samolotów odrzutowych po wojnie, ponieważ takie kwestie, jak ściśliwość transoniczna , stały się ważne. Teraz konieczne było, aby materiał pokrycia samolotu był mocny, a nie tylko dźwigar lub rama pod spodem.

RR350, stop wysokotemperaturowy do odlewania w piasku, był używany w silniku odrzutowym General Electric YJ93, a także w General Electric GE4 przeznaczonym do później anulowanego amerykańskiego projektu Boeing 2707 SST .

Linki zewnętrzne

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Hiduminium&oldid=1126259363 ”