히두미늄

Hiduminium
암스트롱 Siddeley Special용 6기통, 5리터 올히두미늄 엔진

Hiduminium 합금 또는 R.R. 합금은 고강도, 고온 알루미늄 합금 시리즈로,[1] 제2차 세계대전 전에 Rolls-Royce("R")가 항공기에 사용하기 위해 개발되었습니다.그것들은 High Duty Alloys [1]Ltd에 의해 제조되고 나중에 개발되었습니다.하이-듀-미늄이라는 이름은 하이듀티 알루미늄 합금의 이름에서 유래했습니다.

이러한 히두미늄 합금의 첫 번째 이름은 'R.R.50'[1]이었다. 이 합금은 모터 레이싱 [2]피스톤용으로 처음 개발되었고, 후에 항공기 엔진용으로 채택되었다.니켈 함유 경량 알루미늄 [3]합금 중 첫 번째인 초기 Y 합금의 개발이었다.이러한 합금은 고강도 알루미늄 합금의 세 가지 주요 그룹 중 하나로, 니켈-알루미늄 합금은 고온에서 강도를 유지할 수 있어 피스톤에 특히 유용합니다.

롤스로이스 R엔진

조기 도입

합금은 1929년까지 항공기에 제한적으로 사용되었고, 슈나이더 트로피 수상 비행기 경주에서 성공한 롤스로이스 R 엔진에 사용되었다.1931년 ABC사가 Hornet [4]엔진에 채택하면서 다른 제조업체로 빠르게 확산되었습니다.크랭크케이스에는 R.R.50 합금이, 피스톤에는 R.R.53 합금이 사용되었습니다.

그들의 첫 대량 생산은 1933년 [2]암스트롱 시델리 특수 세단 승용차였다.암스트롱 시델리는 이미 에어로 엔진 사업에서 합금에 대한 경험과 제조사에 대한 재정적 투자를 경험했습니다.

이러한 합금의 장점은 전 세계적으로 인정받았다.이탈리아 발보 원수의 대서양 횡단 [5]비행에 히두미늄 R.R.59 합금의 576개 피스톤이 사용되었을 때, 하이듀티 알로이즈는 그것을 [6]자체 광고에 사용했다.

하이듀티 합금

High Duty Alloys Ltd.는 1927년 [7]Colonel W. C. Devereux에 의해 슬라우의 [8]Farnham Road에서 설립되었습니다.

이 회사는 제1차 세계대전의 에어로 엔진 제작자인 월섬스토우의 [9]피터 후커 유한회사의 폐허에서 출발했다.Hookers는 무엇보다도 Gnome 엔진을 라이선스 제작했으며, 에어로 엔진을 위해 The British Gnome and Le Rhonne Engine Co.[10]로 알려지게 되었습니다.그들은 Y합금 [11]가공에 전문가가 되었다.전후 수요 감소와 전쟁 잉여 엔진의 풍부한 공급으로 인해 모든 엔진 및 부품 제조업체는 어려움을 겪었습니다.1920년 초에 사들인 후, BSA는 운영을 재검토하여 후커스를 청산하기로 결정했다.몇 년간의 자발적인 청산 후, 후커의 운영은 1927년 말 워크샵이 매각되면서 끝이 났다.

그 무렵 암스트롱 시델리 재규어 엔진에 수천 개의 피스톤을 대량으로 주문받았습니다.암스트롱 시델리는 이러한 피스톤을 위한 다른 유능한 공급원이 없었기 때문에 W.C.후커의 작업 매니저인 Deverux는 이 주문을 완료하기 위해 새로운 회사를 설립할 것을 제안했다.John Siddeley는 필요한 장비를 다시 구입하고 [9]후커로부터 직원 일부를 다시 고용하기 위해 돈을 빌려주었다.빌딩은 이미 팔렸기 때문에 새 회사는 슬로프에서 구내를 구했다.

롤스로이스의 수요는 후에 레디치의 공장으로 확장되었다.이 재료들은 항공기 생산에 매우 중요했기 때문에 제2차 세계대전이 발발하면서 화이트헤븐 [7]근처의 디스팅턴에 있는 컴벌랜드(현 컴브리아)의 외딴 지역에 그림자 공장이 세워졌다.

제조에는 원합금 잉곳 생산뿐만 아니라 초기 단조 또는 주조 공정도 포함되었습니다.마감 가공은 고객이 담당합니다.히두미늄은 제2차 세계대전 중에 영국의 주요 에어로 엔진 제조사들에 의해 사용될 정도로 큰 성공을 거두었다.

1934년 레이놀즈 튜브 회사는 고내하이트 합금이 공급하는 R.R.56 합금을 사용하여 에어프레임용 압출 구조 부품의 생산을 시작했습니다.버밍엄의 [12]타이즐리에 있는 그들의 작업장에 새로운 목적으로 지어진 공장이 건설되었다.이미 강철 자전거 프레임 튜브로 알려진 전후 레이놀즈 회사는 하이엔드 알루미늄 자전거 크랭크 및 [13]브레이크에 히두미늄 합금 부품을 공급하여 평시 시장에서 살아남기 위해 노력했습니다.

1937년식 파워젯 WU 제트 엔진의 임펠러(압축기)와 컴프레서 케이스는 각각 RR.56과 RR.55로 제작되었습니다.후속 Power Jets W.1에서는 압축기 재료가 RR.[14]59로 변경되었습니다.1943년까지 대량으로 제작된 최초의 영국 생산 제트 엔진인 드 하빌랜드 고블린이 개발되었습니다.이를 위한 원심 압축기는 RR.50의 최대 단조량인 500파운드 '치즈'로 시작되었습니다.가공 후에는 109lbs로 감소했습니다.이 단조의 크기는 너무 커서 중심부의 냉각 속도가 합금의 야금 특성에 영향을 미쳤습니다. Devereux는 실리콘 함량을 0.25% 미만으로 줄일 것을 권고했으며, 이 낮은 실리콘 RR.50 합금은 Goblin 생산 내내 사용되었습니다.

1948년 런던 올림픽을 위한 1,600개의 횃불이 그 회사에 [15]의해 주조되었다.

합금 조성

두랄루민 합금은 이미 고강도 알루미늄 합금을 시연했습니다.Y합금의 장점은 고온에서도 높은 강도를 유지할 수 있다는 것입니다.R.R 합금은 Rolls-Royce의 Hall & Bradbury에 [3]의해 개발되었으며, 부분적으로 이를 이용한 부품 제조를 단순화하기 위해 개발되었습니다.물리적 특성을 제어하기 위해 여러 단계의 신중한 열 처리 프로세스를 사용했습니다.

구성 면에서는 일반적으로 Y합금은 구리 4%와 니켈 2%를 함유하고 있으며, R.R 합금은 각각 2%와 1%로 절반씩 감소시켜 철 1%가 도입되었습니다.

구성 예:

R.R.56 [1]
녹는점 635 °C
밀도 2.75
구성.
알루미늄 93.7%
구리 2.0%
철 1.4%
니켈 1.3%
마그네슘 0.8%
실리콘 0.7%
티타늄 0.1%

열처리

많은 알루미늄 합금은 용액 열처리 후 상온에서 자연 경화된다.이와는 대조적으로 R.R. 합금은 인공 [3]노화를 위한 석출 경화에 의해 의도적으로 다시 열처리를 할 때까지 부드러움을 유지한다.이는 특히 부품 블랭크(Blank)가 하도급업체에서 만들어지고 가공 전에 다른 현장으로 배송되어야 하는 소프트 상태에서 가공을 단순화합니다.R.R.56의 경우 용액 처리는 530°C에서 담금질하는 것이며 노화는 175°[3]C에서 수행됩니다.R.R.50의 경우 용액 처리를 생략하고 금속을 직접 석출 경화(155°C-170°[16]C)로 운반할 수 있다.

용액 처리 후 합금의 인장 강도는 증가하지만 영률은 감소합니다.인공 노화의 두 번째 단계는 강도를 약간 증가시키지만,[17] 또한 계수를 회복시키거나 개선시킨다.

R.R.53 B, 냉각 캐스트
최대 스트레스
톤/제곱 인치.		 부담
(정보)
배역대로 14 3%
처리한 솔루션 22 6%
처리한 솔루션
인공적으로 노화되다		 26 3%
구성, R.R.53 B
알루미늄 92.8%
구리 2.5%
니켈 1.5%
철 1.2%
실리콘 1.2%
마그네슘 0.8%

합금 범위

다양한 합금이 R.[18]R.50 범위에서 생산되었습니다.주조 또는 단조로 가공할 수 있지만, 시트 또는 바 스톡에서 일반적인 가공을 목적으로 한 것은 아닙니다.

R.R. 50 범용 모래 주조 합금
R.R. 53 다이캐스트 피스톤 합금 기계 주조 시 흐름을 개선하기 위한 추가 실리콘 함량
R.R. 56 범용 단조 합금
R.R. 58 회전식 임펠러 및 압축기용[19] 저압축 단조 합금
R.R. 59 단조 피스톤 합금

다양한 응용 및 가공 기술을 지원하기 위해 합금의 수가 확장되었습니다.1953년 파리 에어쇼에서 하이듀티 합금은 20, 50, 56, 58, 66, 77, 80,[20] 90의 8가지 다른 히두미늄 R.R. 합금을 보여주었다.또한 히두미늄의 가스터빈 압축기와 터빈 블레이드, 마그누미늄 합금 시리즈의 다양한 제품군을 볼 수 있습니다.

R.R.58은 알루미늄 2618이라고도 하며, 2.5구리, 1.5마그네슘, 1.0철, 1.2니켈, 0.2실리콘, 0.1티타늄 및 나머지 알루미늄으로 구성되며, 원래는 제트 엔진 압축기 블레이드를 위한 것으로, AUGN2에 공급된 콩코드 기체의 주요 구조 재료로 사용되었습니다.프로젝트 [21]측면.

이후 R.R.66과 같은 합금이 시트에 사용되었으며, 깊은 [22]연신 가공이 가능한 합금에 높은 강도가 필요했습니다.이는 전후 제트 항공기의 속도가 빨라짐에 따라 천음속 압축성과 같은 문제가 중요해졌다.이제 항공기의 덮개 재료는 아래쪽에 있는 스파나 프레임뿐만 아니라 튼튼해야 했습니다.

모래 주조 가능한 고온 합금인 R.R.350은 제너럴 일렉트릭 YJ93 제트 엔진에 사용되었으며, 나중에 취소된 미국 보잉 2707 SST [23]프로젝트를 위한 제너럴 일렉트릭 GE4에도 사용되었습니다.

레퍼런스

  1. ^ a b c d Camm, Frederick (January 1944). "R.R. Alloys". Dictionary of Metals and Alloys (3rd ed.). p. 102.
  2. ^ a b Camm, Frederick (January 1944). "Hiduminium". Dictionary of Metals and Alloys (3rd ed.). p. 58.
  3. ^ a b c d Murphy, A. J. (1966). "Materials in Aircraft Structures". J. Royal Aeronautical Society. 70 (661): 117. doi:10.1017/S0001924000094021. ISSN 0368-3931.
  4. ^ "ABC 'Hornet' Modified" (PDF). Flight: 335. 17 April 1931.
  5. ^ 각각 2인승 V-12 엔진을 장착한 24척의 사보이아-마르체티 S.55 비행선이 시카고 진보세기 박람회에 도착했다.
  6. ^ "Another Triumph for Hiduminium" (advert). Flight. 14 September 1933.
  7. ^ a b "High Duty Alloys Ltd, Distington".[영구 데드링크]
  8. ^ "Col. W. C. Devereux". Flight: 762–763. 27 June 1952.
  9. ^ a b Banks, Air Commodore F.R. (Rod) (1978). I Kept No Diary. Airlife. p. 71. ISBN 0-9504543-9-7.
  10. ^ Banks, 나는 일기를 쓰지 않았다, 페이지 63
  11. ^ FJ Camm (January 1944). "Y alloy". Dictionary of Metals and Alloys (3rd ed.). p. 128.
  12. ^ "Hiduminium for Aircraft" (PDF). Flight: 1070. 11 October 1934.
  13. ^ Hilary Stone. "G B brakes (Gerry Burgess Cycle Components, 1948)".
  14. ^ http://www.imeche.org/docs/default-source/presidents-choice/jc12_1.pdf[베어 URL PDF]
  15. ^ "1948 Olympics" (PDF). Here and There. Flight. Vol. LIV, no. 2065. 22 July 1948. p. 90.
  16. ^ Higgins, Raymond A. (1983). Part I: Applied Physical Metallurgy. Engineering Metallurgy (5th ed.). Hodder & Stoughton. pp. 435–438. ISBN 0-340-28524-9.
  17. ^ a b c "Aircraft Engineer, 25 January 1934, Hiduminium R.R.53 B" (PDF). The Aircraft Engineer, (Supplement to Flight): 8. 25 January 1934.
  18. ^ "Hiduminium R.R. alloys" (PDF). Flight: 84. 22 January 1932.
  19. ^ "Cooling air impeller forged in R.R. 58". Flight: 16. 1 January 1954.
  20. ^ "Britain at the Paris Airshow" (PDF). Flight: 808. 26 June 1953.
  21. ^ "Concorde production Materials". Heritage Concorde. Archived from the original on 25 June 2012.
  22. ^ "Hiduminium R.R.66 advert featuring DH Comet" (advert). Flight. 13 March 1959.
  23. ^ Gunderson, Allen W. (February 1969). "Elevated Temperature Mechanical Properties of Two Cast Aluminum Alloys". Air Force Materials Laboratory, Wright-Patterson AFB. AFML-TR-69-100.

외부 링크