第五十三章 铝合金配方
多叶变矩螺旋桨和废气涡轮增压器都主要用铝合金制造,因此如何确定好铝合金的配方,冶炼出适合这两种航空产品的铝合金来,就成为了龙魂飞机制造公司首要的任务。
要知道,在30年代初,铝合金还没有广泛应用于航空工业,特别是螺旋桨的桨叶,还基本上都是用木头制作出来的。金属螺旋桨几乎就是不可能的,由于螺旋桨叶片的形状比较复杂,使用金属制作时其材料和加工工艺都是一个难题。
马克西米连和大卫都觉得这简直就是不可能完成的任务。开玩笑,要用铝合金来制造螺旋桨,这样的铝合金还没有工厂可以研制出来。
费力克斯和保罗虽然知道这很难,不过他们也相信菲利普不会随便就开发这种产品,而且他们也想通过参与这种产品的研发,提高自己的能力水平,证明自己。
菲利普从博福斯进了一批有色金属原材料,并购进了一批简陋的试验设备,然后就开始的航空铝材的研制工作。
凭借着自己的记忆,菲利普写出了好几个配方,拿给马克西米连,让他负责试验工作,由大卫等三人协助。
当接到这个任务的时候,马克西米连摇摇头道:“菲利普先生,您确定这些配方可以熔炼出螺旋桨和涡轮增压器的铝材吗?现在全世界都还没有解决这个问题,就凭咱们这几个人,这些简陋的试验设备,这可能吗?”
菲利普拍了拍马克西米连的肩膀,正色道:“马克西米连先生,我知道你在BMW干了多年,是BMW最优秀的材料工程师,对于发动机材料和铝合金材料都有比较深入的研究。不过,我对这几个配方却是很有信心,不如我们打个赌,如果用这些配方熔炼出达到要求的铝材,就算是你输了,怎么样?”
菲利普当然有信心了,要知道他可是二十一世纪的兵工专家,参与了多种武器的研发,对于金属材料和金属材料加工有着非常深的了解。他拿出来的这几个配方,是经过几十年的不断优化得到的铝合金配方。这其中有2A11铝合金,它可以作为飞机的中等强度的结构件、螺旋桨叶片、交通运输工具与建筑结构件,航空器的中等强度的螺栓与铆钉等。还有2024,它可以制造成飞机结构、铆钉、导弹构件、卡车轮毂、螺旋桨元件及其他种种结构件。6061T6铝合金,可以制作飞机蒙皮、机身框架、大梁、旋翼、螺旋桨、油箱、壁板和起落架支柱。
虽然对于这些铝合金的成分和配方,记得不是太清楚,但是大致有哪些元素,大约占多少,菲利普还是有印象的,只要做多几次试验,相信就能找到最好的配方。比如说6061T6铝合金,掺入的其他元素也有好几种,像铜、锰、镁、锌、铬、钛、硅、铁都是不可少的,这些元素掺量大多都小于1%,像铬和猛这样的元素甚至不到0.5%。
马克西米连有些犹豫,他心想没准菲利普这些配方还真的能成功,于是赶紧仔细看了看这些配方。他一边看,还一边念道:“6061T6铝合金,具有加工性能极佳、优良的焊接特点及电镀性、良好的抗腐蚀性、韧性高及加工后不变形、材料致密无缺陷及易于抛光、上色膜容易、氧化效果极佳等优良特点。化学成分铜占比0.20%,锰0.15%镁1.1%,锌0.20%,铬0.15%,硅0.5%,铁0.7%。”
盯着这些数据,马克西米连思考了片刻之后,疑惑地看着菲利普道:“菲利普先生,不知道螺旋桨叶片和涡轮叶片,你准备采用什么方式加工,是铸造还是锻造呢?”
菲利普用肯定的语气道:“当然是锻造了,现在的铸造技术根本达不到要求,要知道涡轮增压器的涡轮可是高精度的零件,螺旋桨的叶片形状更是复杂,它们在工作中都要承受巨大的力矩,也只有锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷,优化微观组织结构,同时由于保存了完整的金属流线,锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。”
马克西米连点点头道:“嗯,可是你在这些配方里面加入铬和锰又是为什么呢?”
菲利普笑道:“加入这两种元素,是为了提高铝合金材料的硬度和耐腐蚀性。锰的脾气十分古怪而有趣,如果在铝中加入过多的锰,那么所得的铝材简直脆得像玻璃一样,一敲就碎。然而,如果加入少量的锰,那么就变得既坚硬又富有韧性。铝材的延展性和强度都得到提高。而加入铬,可以让铝材抗腐蚀、耐磨、耐高温、耐氧化,对于涡轮叶片和螺旋桨叶片来说,也一种很有用的金属元素。”
马克西米连想了想道:“算了,我不跟你赌!菲利普先生,我想你是正确的,这些配方真的出乎我的想象,虽然我干了十几年的材料工程师,但是在铝合金方面的水平远远及不上你啊。这个任务我接了,我保证把它干好,争取在一个月内就完成所有的试验。”
菲利普见马克西米连态度转变,也很高兴,他看了看另外的三人,接着道:“拜托各位了!这几种铝合金材料的研制,关系到能否研制出合格的变矩螺旋桨和涡轮增压器。虽然十几年前,就有铝合金用于飞机制造,不过始终没有突破螺旋桨和涡轮制造的技术障碍,现在铝合金在各个领域都得到了广泛的应用,原铝的生产量也开始猛增,铝材的价格也得到了迅速下降,正是将它更广泛地应用到航空工业之时。”
四名从BMW来的工程师互相看了一眼,然后都点头表示同意。
大卫从马克西米连手中取过写着配方的纸,跟费力克斯和保罗一起仔细看了个遍。
保罗抬起头惊讶地道:“这是我见过的最复杂配方了,但是我想它一旦成功,必定会成一种非常优良的航空材料。铝是强度不高而塑性很好的金属,合金化的目的首先是提高强度,在这里面加入锰、钛等元素,就充分体现了这一点。而铬的加入,又提高了合金的抗蚀性。而镁的加入,又大幅度提高了铝合金的抗拉强度,1%左右的含量刚刚好。”
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要知道,在30年代初,铝合金还没有广泛应用于航空工业,特别是螺旋桨的桨叶,还基本上都是用木头制作出来的。金属螺旋桨几乎就是不可能的,由于螺旋桨叶片的形状比较复杂,使用金属制作时其材料和加工工艺都是一个难题。
马克西米连和大卫都觉得这简直就是不可能完成的任务。开玩笑,要用铝合金来制造螺旋桨,这样的铝合金还没有工厂可以研制出来。
费力克斯和保罗虽然知道这很难,不过他们也相信菲利普不会随便就开发这种产品,而且他们也想通过参与这种产品的研发,提高自己的能力水平,证明自己。
菲利普从博福斯进了一批有色金属原材料,并购进了一批简陋的试验设备,然后就开始的航空铝材的研制工作。
凭借着自己的记忆,菲利普写出了好几个配方,拿给马克西米连,让他负责试验工作,由大卫等三人协助。
当接到这个任务的时候,马克西米连摇摇头道:“菲利普先生,您确定这些配方可以熔炼出螺旋桨和涡轮增压器的铝材吗?现在全世界都还没有解决这个问题,就凭咱们这几个人,这些简陋的试验设备,这可能吗?”
菲利普拍了拍马克西米连的肩膀,正色道:“马克西米连先生,我知道你在BMW干了多年,是BMW最优秀的材料工程师,对于发动机材料和铝合金材料都有比较深入的研究。不过,我对这几个配方却是很有信心,不如我们打个赌,如果用这些配方熔炼出达到要求的铝材,就算是你输了,怎么样?”
菲利普当然有信心了,要知道他可是二十一世纪的兵工专家,参与了多种武器的研发,对于金属材料和金属材料加工有着非常深的了解。他拿出来的这几个配方,是经过几十年的不断优化得到的铝合金配方。这其中有2A11铝合金,它可以作为飞机的中等强度的结构件、螺旋桨叶片、交通运输工具与建筑结构件,航空器的中等强度的螺栓与铆钉等。还有2024,它可以制造成飞机结构、铆钉、导弹构件、卡车轮毂、螺旋桨元件及其他种种结构件。6061T6铝合金,可以制作飞机蒙皮、机身框架、大梁、旋翼、螺旋桨、油箱、壁板和起落架支柱。
虽然对于这些铝合金的成分和配方,记得不是太清楚,但是大致有哪些元素,大约占多少,菲利普还是有印象的,只要做多几次试验,相信就能找到最好的配方。比如说6061T6铝合金,掺入的其他元素也有好几种,像铜、锰、镁、锌、铬、钛、硅、铁都是不可少的,这些元素掺量大多都小于1%,像铬和猛这样的元素甚至不到0.5%。
马克西米连有些犹豫,他心想没准菲利普这些配方还真的能成功,于是赶紧仔细看了看这些配方。他一边看,还一边念道:“6061T6铝合金,具有加工性能极佳、优良的焊接特点及电镀性、良好的抗腐蚀性、韧性高及加工后不变形、材料致密无缺陷及易于抛光、上色膜容易、氧化效果极佳等优良特点。化学成分铜占比0.20%,锰0.15%镁1.1%,锌0.20%,铬0.15%,硅0.5%,铁0.7%。”
盯着这些数据,马克西米连思考了片刻之后,疑惑地看着菲利普道:“菲利普先生,不知道螺旋桨叶片和涡轮叶片,你准备采用什么方式加工,是铸造还是锻造呢?”
菲利普用肯定的语气道:“当然是锻造了,现在的铸造技术根本达不到要求,要知道涡轮增压器的涡轮可是高精度的零件,螺旋桨的叶片形状更是复杂,它们在工作中都要承受巨大的力矩,也只有锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷,优化微观组织结构,同时由于保存了完整的金属流线,锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。”
马克西米连点点头道:“嗯,可是你在这些配方里面加入铬和锰又是为什么呢?”
菲利普笑道:“加入这两种元素,是为了提高铝合金材料的硬度和耐腐蚀性。锰的脾气十分古怪而有趣,如果在铝中加入过多的锰,那么所得的铝材简直脆得像玻璃一样,一敲就碎。然而,如果加入少量的锰,那么就变得既坚硬又富有韧性。铝材的延展性和强度都得到提高。而加入铬,可以让铝材抗腐蚀、耐磨、耐高温、耐氧化,对于涡轮叶片和螺旋桨叶片来说,也一种很有用的金属元素。”
马克西米连想了想道:“算了,我不跟你赌!菲利普先生,我想你是正确的,这些配方真的出乎我的想象,虽然我干了十几年的材料工程师,但是在铝合金方面的水平远远及不上你啊。这个任务我接了,我保证把它干好,争取在一个月内就完成所有的试验。”
菲利普见马克西米连态度转变,也很高兴,他看了看另外的三人,接着道:“拜托各位了!这几种铝合金材料的研制,关系到能否研制出合格的变矩螺旋桨和涡轮增压器。虽然十几年前,就有铝合金用于飞机制造,不过始终没有突破螺旋桨和涡轮制造的技术障碍,现在铝合金在各个领域都得到了广泛的应用,原铝的生产量也开始猛增,铝材的价格也得到了迅速下降,正是将它更广泛地应用到航空工业之时。”
四名从BMW来的工程师互相看了一眼,然后都点头表示同意。
大卫从马克西米连手中取过写着配方的纸,跟费力克斯和保罗一起仔细看了个遍。
保罗抬起头惊讶地道:“这是我见过的最复杂配方了,但是我想它一旦成功,必定会成一种非常优良的航空材料。铝是强度不高而塑性很好的金属,合金化的目的首先是提高强度,在这里面加入锰、钛等元素,就充分体现了这一点。而铬的加入,又提高了合金的抗蚀性。而镁的加入,又大幅度提高了铝合金的抗拉强度,1%左右的含量刚刚好。”
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