Введение

Торговое название жаропрочного алюминиевого сплава

Дуралюмин (также называемый дуралюмином, дуралюминием, дуралюмом, дуралом, дуральюмом или дуралом) – торговое название одного из самых ранних типов алюминиево-медных сплавов, подлежащих упрочнению путем старения. Термин является комбинацией названий города Дюрен и алюминия. Его использование в качестве торгового названия устарело. Сегодня этот термин в основном относится к алюминиево-медным сплавам, обозначаемым как серия 2000 в международной системе обозначения сплавов (IADS), например сплавам 2014 и 2024, используемым в производстве фюзеляжей самолетов. Дуралюмин был разработан в 1909 году в Германии. Дуралюмин 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 материалы алклада дюралюма.

История

Дуралумин был разработан немецким металлургом Альфредом Вильмом в компании Dürener Metallwerke AG. В 1903 году Вильм обнаружил, что алюминиевый сплав, содержащий 4% меди, упрочняется после закалки, если оставить его при комнатной температуре на несколько дней. Дальнейшие улучшения привели к внедрению дуралумина в 1909 году. В настоящее время это название часто используется в научно-популярной литературе для обозначения всех сплавов системы Al-Cu, или серии "2000", как это принято в международной системе обозначения сплавов, впервые разработанной Алюминиевой ассоциацией в 1970 году.

Состав

Кроме алюминия, основными материалами в дюралюмине являются медь, марганец и магний. Например, сплав Duraluminium 2024 состоит из 91–95% алюминия, 3,8–4,9% меди, 1,2–1,8% магния, 0,3–0,9% марганца, менее 0,5% железа, менее 0,5% кремния, менее 0,25% цинка, менее 0,15% титана, менее 0,10% хрома и не более 0,15% других элементов в сумме. Хотя добавление меди повышает прочность, оно также делает эти сплавы подверженными коррозии. Стойкость к коррозии можно значительно увеличить за счет металлургической связи с поверхностным слоем алюминия высокой чистоты, который называется алкладом. Алкладные материалы до сих пор широко используются в авиационной промышленности.

Авиация

Немецкая научная литература открыто публиковала информацию о дуралумине, его составе и термической обработке до начала Первой мировой войны в 1914 году. Несмотря на это, применение сплава за пределами Германии не началось до окончания боевых действий в 1918 году. Сообщения о немецком использовании во время Первой мировой войны, даже в технических журналах, таких как Flight, по-прежнему могли ошибочно указывать медь как ключевой легирующий компонент, а не магний. Инженеры в Великобритании проявили мало интереса к дуралумину до послевоенного времени. Самая ранняя известная попытка использовать дуралюмин в конструкции летательного аппарата тяжелее воздуха относится к 1916 году, когда Хьюго Юнкерс впервые применил его в фюзеляже самолета Junkers J 3 – одномоторного моноплана, являвшегося «демонстратором технологий» и ознаменовавшего первое использование гофрированной обшивки из дуралюмина под торговой маркой Junkers. Компания Junkers завершила только обшивку крыльев и трубчатый каркас фюзеляжа J 3, прежде чем прекратить его разработку. Чуть позже, бронированный сессиплан Junkers J. I 1917 года, разработанный по заказу IdFlieg и известный на заводе как Junkers J 4, имел цельнометаллические крылья и горизонтальный стабилизатор, изготовленные по той же технологии, что и крылья J 3, а также экспериментальный и летный образец одноместного истребителя Junkers J 7, полностью выполненного из дуралюмина, который привел к созданию низкоплана-истребителя Junkers D. I, внедрившего цельнодуралюминовую технологию в конструкцию немецкой военной авиации в 1918 году. Первое применение в аэростатических конструкциях было в жестких каркасах дирижаблей, в конечном итоге охватив все дирижабли эпохи «Великих дирижаблей» 1920-х и 1930-х годов: британский R100, немецкие пассажирские дирижабли LZ 127 Graf Zeppelin, LZ 129 Hindenburg, LZ 130 Graf Zeppelin II, а также дирижабли ВМС США USS Los Angeles (ZR 3, ранее LZ 126), USS Akron (ZRS 4) и USS Macon (ZRS 5).

Велосипеды

Дуралюмин использовался для изготовления компонентов и рам велосипедов с 1930-х по 1990-е годы. Несколько компаний в Сент-Этьене, Франция, выделились своим ранним и инновационным применением дуралюмина: в 1932 году Verot et Perrin разработали первые шатуны из легкого сплава; в 1934 году Haubtmann выпустил комплект шатунов; с 1935 года различные компании производили свободные колеса, переключатели передач, педали, тормоза и рули из дуралюмина. Вскоре после этого появились и готовые рамы, в том числе от: Mercier (и Aviac и других лицензиатов) с их популярной линейкой моделей Meca Dural, братьев Пелиссие и их гоночных моделей La Perle, а также Николаса Барра и его изысканных творений “Barralumin” середины двадцатого века. Среди других производителей также были: Пьер Каминад с его красивыми велосипедами Caminargent и их экзотическими восьмиугольными трубами, а также Gnome et Rhône, имевшая богатую историю как производитель авиационных двигателей, которая после Второй мировой войны диверсифицировалась в производство мотоциклов, веломоторов и велосипедов. Компания Mitsubishi Heavy Industries, которой было запрещено производить самолеты во время американской оккупации Японии, в 1946 году из избыточного военного дуралюмина изготовила велосипед “Кросс”. “Кросс” был разработан Киро Хонджо, бывшим авиаконструктором, ответственным за Mitsubishi G4M. Использование дуралюмина в производстве велосипедов сократилось в 1970-х и 1980-х годах. Тем не менее, компания Vitus (производитель велосипедов) в 1979 году выпустила знаменитый фреймсет “979”, модель “Duralinox”, которая сразу стала классикой среди велосипедистов. Vitus 979 был первым серийным алюминиевым фреймсетом, чьи тонкостенные трубы 5083/5086 соединялись внахлест и затем склеивались с использованием эпоксидной смолы, активируемой сухим нагревом. В результате получился чрезвычайно легкий, но очень прочный фреймсет. Производство Vitus 979 продолжалось до 1992 года.

Автомобильная промышленность

В 2011 году BBS Automotive представила RI D – первое в мире серийно выпускаемое автомобильное колесо из дюралюминия. С тех пор компания также производила другие колеса из дюралюминия, например, RZ D.