Википедија

Duraluminijum

Duraluminijum je legura aluminijuma, bakra, magnezijuma, mangana. Legure aluminijuma su se kao konstruktivni materijal u vazduhoplovstvu počele koristiti već krajem 19. veka poznate pod imenom Švarcov aluminijum. Do šire upotrebe dolazi posle Prvog svetskog rata.

Vatrom oštećen duraluminijumski poprečni podupirač sa cepelinovog dirižablja Hindenburg (DLZ129) spašena sa mesta nesreće u mornaričkoj avio-stanici Lejkherst, Nju Džerzi, 6. maja 1937.
Korozija duraluminijuma

Zbog male čvrstoće čisti aluminijum se ne može koristiti pri izradi nosećih elemenata konstrukcije. Zato ga treba legirati, odnosno dodavati razne druge metale koji će poboljšati mehaničke osobine osnovnog elementa, tj. aluminijuma. Kao elementi za legiranje uglavnom se dodaju: bakar, cink, silicijum, magnezijum, nikl, hrom, gvožđe itd. Najčešći elementi kojima se legira aluminijum su bakar i magnezijum.

Kao čisti element aluminijum se može upotrebiti za cevovode instrumenata (danas se koriste polivinil creva) i razne kapotaže (pokrovi otvora na oplati vazduhoplova za servisiranje). Posle termičke obrade, konačne osobine legure ne dobijamo odmah, već nakon nekoliko dana, u zavisnosti od tipa legure. Čvrstoća na lom raste s vremenom i s temperaturom žarenja („starenje“). Od duraluminijuma se mogu izrađivati cevi, šipke, limovi, trake itd. Čvrstoća na lom posle „starenja“, u zavisnosti od tipa legure i načina termičke obrade, dostiže veličinu do 50 kp/. Po osobinama obradivosti, ove su legure vrlo zahvalan materijal. Mogu se izlivati, urezivati, kaliti, mašinski obrađivati, zavarivati, valjati ili izvlačiti. Upotrebljavaju se za izradu kompletnih ramenjača, prešanih profila, rebara, okvira, oplate, cevi i zakovica.

Danas se ovaj termin uglavnom odnosi na legure aluminijuma i bakra, označene kao serija 2000 od strane Međunarodnog sistema za označavanje legura (IADS), kao i za legure iz 2014. i 2024. koje se koriste u proizvodnji avionskih konstrukcija.

Istorija uredi

Duraluminijum je razvio nemački metalurg Alfred Vilm iz kompanije Direner Metalverke AG. Godine 1903. Vilm je otkrio da će se nakon gašenja legura aluminijuma koja sadrži 4% bakra stvrdnuti kada se ostavi na sobnoj temperaturi nekoliko dana. Dalja poboljšanja su dovela do uvođenja duraluminijuma 1909. godine.[1] Naziv se uglavnom koristi u popularnoj nauci da opiše sistem legure Al-Cu, ili seriju '2000', kako je označeno od strane Međunarodnog sistema za označavanje legura (IADS) koji je prvobitno kreiralo Aluminijumsko udruženje 1970. godine.

Sastav uredi

Pored aluminijuma, glavni materijali u duraluminijumu su bakar, mangan i magnezijum. Na primer, Duraluminijum 2024 se sastoji od 91-95% aluminijuma, 3,8-4,9% bakra, 1,2-1,8% magnezijuma, 0,3-0,9% mangana, <0,5% gvožđa, <0,5% silicijuma, <0,25% cinka, <0,11% titanijuma, <0,10% hroma i ne više od 0,15% ostalih elemenata zajedno.[2]

Iako dodatak bakra poboljšava čvrstoću, on takođe čini ove legure podložnim koroziji. Za proizvode u vidu lima, otpornost na koroziju može se znatno poboljšati metalurškim vezivanjem površinskog sloja aluminijuma visoke čistoće. Ovi listovi se nazivaju alklad i obično se koriste u industriji aviona.[3][4]

Primene uredi

Aluminijum legiran bakrom (Al-Cu legure), koji se može očvrsnuti taloženjem, označen je Međunarodnim sistemom označavanja legura kao serija 2000. Tipične upotrebe kovanih Al-Cu legura uključuju:[5]

  • 2011: Žica, štap i šipka za vijčane mašinske proizvode. Primene gde je potrebna dobra obradivost i dobra čvrstoća.
  • 2014: Otkovci, ploče i ekstruzije za teške uslove rada za avionske armature, točkove i glavne strukturne komponente, rezervoare i strukture za podizanje prostora, okvir kamiona i komponente vešanja. Primene koje zahtevaju visoku čvrstoću i tvrdoću uključujući rad na povišenim temperaturama.
  • 2017. ili Avional (Francuska): oko 1% Si.[6] Dobra obradivost. Prihvatljiva otpornost na koroziju na vazduhu i mehanička svojstva. U Francuskoj se naziva i AU4G. Koristila se za primenu u avionima u Francuskoj i Italiji između dva svetska rata.[7] Takođe je naišla na izvesnu primenu u aplikacijama za motorne trke tokom 1960-ih,[8] jer je tolerantna legura koja se može presovati pomoću relativno nesofisticirane opreme.
  • 2024: Konstrukcije aviona, zakovnice, hardver, točkovi kamiona, proizvodi za vijčane mašine i druge strukturalne primene.
  • 2036: List za panele karoserije automobila
  • 2048: List i ploča u strukturnim komponentama za primenu u vazduhoplovstvu i vojnoj opremi

Avijacija uredi

 
Uzorak duraluminijuma sa vazdušnog broda USS Akron (ZRS-4) iz 1931.
 
Prvi avion za masovnu proizvodnju koji je u velikoj meri koristio duraluminijum, oklopni seskviplan Junkers J.I[9][10] iz Prvog svetskog rata.

Nemačka naučna literatura je otvoreno objavila informacije o duraluminijumu, njegovom sastavu i termičkoj obradi, pre izbijanja Prvog svetskog rata 1914. Uprkos tome, upotreba legure van Nemačke nije se javila sve do završetka borbi 1918. Izveštaji o nemačkoj upotrebi tokom Prvog svetskog rata, čak i u tehničkim časopisima kao što je Flight, i dalje je mogli da pogrešno identifikuju ključnu legirajuću komponentu kao magnezijum, a ne bakar.[11] Inženjeri u Velikoj Britaniji su pokazali malo interesovanja za duraluminijum sve do perioda nakon rata.[12]

Najraniji poznati pokušaj upotrebe duraluminijuma za konstrukciju aviona težu od vazduha odvio se 1916. godine, kada je Hugo Junkers prvi put uveo njegovu upotrebu u okvir aviona Junkers J 3, monoavionski „demonstrator tehnologije“ sa jednim motorom koji je označio prvu upotrebu, od duraluminijumskog valovitog pokrivača, zaštitnog znaka Junkersa. Kompanija Junkers je završila samo pokrivena krila i cevasti okvir trupa J 3 pre nego što je odustala od njegovog razvoja. Nešto kasniji, isključivo IdFlieg-ov oklopni seskviplan Junkers J.I. iz 1917. godine, poznat u fabrici kao Junkers J 4, imao je svoja potpuno metalna krila i horizontalni stabilizator napravljene na isti način kao što su krila J 3 bila, kao i eksperimentalni i plovidbeni dizajn jednoseda Junkers J 7, koji je doveo do niskokrilnog monoplanskog lovca Junkers D.I, koji je uveo strukturnu tehnologiju potpuno baziranu na duraluminijumu u nemačku vojnu avijaciju 1918. godine.

Prva upotreba duraluminijuma u aerostatskim okvirima vazdušnog broda došla je u vidu krutih okvira dirižabla, koji su na kraju uključili sve one iz ere „Velikih vazdušnih brodova“ iz 1920-ih i 1930-ih: britanski R-100, nemački putnički cepelini LZ 127 Graf Cepelin, LZ 129 Hindenburg, LZ 130 Graf Cepelin II,[13][14] i vazdušne brodove Američke mornarice USS Los Anđeles (ZR-3, bivši LZ 126).[15][16][17] USS Akron (ZRS-4) i USS Makon (ZRS-5).[18][19]

Biciklizam uredi

Duraluminijum se koristio za proizvodnju komponenti i okvira za bicikle od 1930-ih do 1990-ih. Nekoliko kompanija u Sent Etjenu, Francuska, isticalo se po svom ranom, inovativnom usvajanju duraluminijuma: 1932. godine, Verot et Perin su razvili prve poluge od lake legure; 1934. godine Haubtman je proizveo kompletnu radilicu; od 1935. godine, duraluminijumske slobodne točkove, menjače, pedale, kočnice i upravljače proizvodi nekoliko kompanija.

Ubrzo su usledili kompletni okviri, uključujući i one koje su proizveli: Mercier (i Avijak i drugi nosioci licence) sa svojom popularnom porodicom modela Meka Dural, braća Pelisier i njihovi trkački modeli La Perl, i Nikolas Bara i njegove izuzetne kreacije iz sredine dvadesetog veka, „baraluminijumske” kreacije. Druga imena koja se ovde pojavljuju obuhvataju: Pjer Kaminada, sa svojim lepim Kaminargent kreacijama i njihovim egzotičnim osmougaonim cevima, kao i Gnome et Rone, sa svojim dubokim nasleđem proizvođača avionskih motora koji se takođe proširio na motocikle, velomotore i bicikle nakon Drugog svetskog rata.

Micubišijeva teška industrija, kojoj je bilo zabranjeno da proizvodi avione tokom američke okupacije Japana, proizvela je „ukršteni“ bicikl od viška ratnog duraluminijuma 1946. Ovaj model je dizajnirao Kiro Hondžo, bivši dizajner aviona odgovoran za Micubiši G4M.[20]

Upotreba duraluminijuma u proizvodnji bicikala je opala tokom 1970-ih i 1980-ih. Vitus (biciklistička kompanija) je ipak 1979. godine proizvela prepoznatljivi „979” okvir, model „Duralinoks” koji je odmah postao klasik među biciklistima. Vitus 979 je bio prvi proizvodni aluminijumski okvir čija je cev od tankih zidova 5083/5086 bila klizno postavljena, a zatim zalepljena pomoću suvog epoksida aktiviranog toplotom. Rezultat je bio izuzetno lagan, ali veoma izdržljiv okvir. Proizvodnja Vitusa 979 nastavljena je do 1992. godine.[21]

Reference uredi

  1. ^ J. Dwight. Aluminium Design and Construction. Routledge, 1999.
  2. ^ „United Aluminum - ALLOY 2024”. Pristupljeno 8. 10. 2018. 
  3. ^ J. Snodgrass and J. Moran. Corrosion Resistance of Aluminium Alloys. In Corrosion: Fundamentals, Testing and Protection, volume 13a of ASM Handbook. ASM, 2003.
  4. ^ Parker 2013, str. 39, 87, 118
  5. ^ ASM Handbook. Volume 2, In Properties and Selection: Nonferrous alloys and special purpose materials. ASM, 2002.
  6. ^ John P. Frick, ur. (2000). Woldman's Engineering Alloys. ASM International. str. 150. ISBN 9780871706911. 
  7. ^ „Italian Aircraft: Macchi C.200”. Flight: 563. 27. 6. 1940. 
  8. ^ Sackey, Joe (2008). The Lamborghini Miura Bible. Veloce Publishing. str. 54. ISBN 9781845841966. 
  9. ^ Grey, C. G. Jane's All the World's Aircraft 1919. London: Putnam, 1919.
  10. ^ Grosz 1993
  11. ^ „Zeppelin or Schütte-Lanz?”. Flight: 758. 7. 9. 1916. 
  12. ^ Thurston, A.P. (22. 5. 1919). „Metal Construction of Aircraft”. Flight: 680—684. 
  13. ^ Bauer, Manfred; Duggan, John (1998). LZ 130 Graf Zeppelin und das Ende der Verkehrsluftschiffahrt (First izd.). Friedrichshafen, Germany: Zeppelin-Museum. ISBN 978-3-926162-79-3. 
  14. ^ Botting, Douglas (2001). Dr. Eckener's Dream Machine: The Historic Saga of the Round-the-world Zeppelin. New York, NY, US: HarperCollins. ISBN 0-0065-3225-X. 
  15. ^ „Big Changes Give Giants Of The Air Far Wider Range”. Popular Science Monthly. sv. 117 br. 3. New York: Popular Science Publishing Company. septembar 1930. str. 51. 
  16. ^ „Glider Lands From Airship”. The San Bernardino Daily Sun. 65. San Bernardino, California. Associated Press. 1. 2. 1930. str. 1. 
  17. ^ „Dirigible Launches Glider”. Popular Mechanics. sv. 53 br. 4. Chicago, Illinois: Popular Mechanics Company. april 1930. str. 80. 
  18. ^ Burton, Walter E. (oktobar 1929). „The Zeppelin Grows Up”. Popular Science Monthly: 26. 
  19. ^ „"The Great Airships" Century of Flight”. Arhivirano iz originala 26. 04. 2018. g. Pristupljeno 28. 03. 2022. 
  20. ^ Isurugi, Tatsuhito (3. 9. 2013). „"Kaze tachinu" toujou jinbutsu to tori ningen kontesuto. Honjou Kirou no sengo” [A Character form “The Wind Also Rises” and the Japan Birdman Rally: Kiro Honjo’s Postwar]. news.yahoo.co.jp (na jeziku: japanski). Yahoo! Japan. Pristupljeno 2. 11. 2020. 
  21. ^ Anschutz, Eric (31. 10. 2020). „Duralumin History & Use in Bicycle Building”. Ebykr. Anschutz Media. Pristupljeno 1. 11. 2020. „Duralumin was used to manufacture bicycle components and framesets from the 1930s to 1990s.” 

Literatura uredi

  • Bauer, Manfred; Duggan, John (1998). LZ 130 Graf Zeppelin und das Ende der Verkehrsluftschiffahrt (First izd.). Friedrichshafen, Germany: Zeppelin-Museum. ISBN 978-3-926162-79-3. 
  • Grosz, P. M. (1993). Junkers J.I. Windsock Datafile 39. Hertfordshire, UK: Albatros Productions Ltd. ISBN 0-948414-49-9. 
  • Parker, Dana T. (2013). Aircraft Manufacturing in the Los Angeles Area in World War II. Cypress, CA. str. 39, 87, 118. ISBN 978-0-9897906-0-4. 
  • Dyer, Paul; George, Romaine (2016-08-26). Heat Treatment of Duralumin. Wentworth Press. ISBN 1362845299. 
  • Aluminium Alloys: Duralumin, Aluminium Alloy, Hiduminium, Devarda's Alloy, Y Alloy, Alsic, Aluminium Bronze, 6061 Aluminium Alloy. Books LLC. 2010. ISBN 9781155880006. 
  • Campbell, F. C.; Campbell, F. (2008-09-30). Elements of Metallurgy and Engineering Alloys. ASM International. ISBN 978-0871708670. 
  • Runge, Jude Mary (2018-02-12). The Metallurgy of Anodizing Aluminum: Connecting Science to Practice. Joy M. Kaufman (1st izd.). Springer. ISBN 978-3319721750. 
  • Elements of Metallurgy and Engineering Alloys (Hardcover Elements of Metallurgy and Engineering Alloys Book izd.). A S M International, Incorporated. 2008. ISBN 9780871708670. 
  • John, H.; Lienhard, I. V. (2019-12-18). A Heat Transfer Textbook (Fifth izd.). Dover Books on Engineering. ISBN 978-0486837352. 

Spoljašnje veze uredi

 
Duraluminijum na Vikimedijinoj ostavi.
Preuzeto iz „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Дуралуминијум&oldid=27556300”