Кольчугалюминий

Материал из Циклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Кольчугалюминий, образец.

Кольчугалюминий — алюминиевый сплав, дюралюминий с добавкой 0,5 % никеля и иным содержанием меди и марганца. Первые образцы кольчугалюминия были получены в 1922 году на Кольчугинском меднообрабатывающем заводе[1] в городе Кольчугино Владимирской области под руководством советского инженера Ивана Ивановича Сидорина. По имени завода и был назван сплав.

История изобретения[править]

В чистом виде алюминий был непригоден к использованию в самолётостроении по причине низких прочностных свойств. Немецкими инженерами был разработан сплав алюминия, сочетающий свойственную алюминию лёгкость и необходимые для авиастроения механические характеристики. Сплав получил название «дюралюминий» («дюраль») по названию города Дюрен, где было налажено его производство. Используя новый сплав, фирма «Юнкерс» построила в 1917 году цельнометаллический свободнонесущий моноплан Ю-7 (Junkers J 7)[1].

Опытные плавки дюралюминия проводились сначала в литейной мастерской МВТУ, а с осени 1920 года затем на базе Кольчугинского завода по обработке цветных металлов. Инициаторами применения металла в самолётостроении были А. Н. Туполев и И. И. Сидорин[1].

В начале двадцатых годов советское правительство заключило договор об организации производства дуралюмина в России с немецкой фирмой «Юнкерс». Однако фирма своих обязательств не выполнила[1].

В ноябре 1921 года Иван Иванович Сидорин подал в Главное управление военной промышленности докладную записку «К вопросу об организации русской алюминиевой промышленности»[2]. По его предложению были начаты работы по получению отечественного алюминиевого сплава на Кольчугинском меднообрабатывающем заводе, где ещё функционировала литейка с двумя устаревшими горнами для фасонного литья. Никакого опыта по алюминию у советских специалистов не было. Им предстояло освоить сложнейший по тем временам алюминиевый сплав[1].

Начальник литейного цеха В. А. Булатов и И. И. Сидорин организовали изготовление слитков, температуру которых определяли, прикладывая к поверхности металла сухую лучину. Когда лучина начинала обугливаться до коричневого цвета, слиток пускали в валки. При прокатке большинство слитков разваливались. Опытным путём энтузиасты совершенствовали формулу сплава. Большую роль в этой работе сыграли начальники прокатного и волочильного цехов Г. Г. Музалевский[3] и И. С. Бабаджан[1].

В июле 1922 года были получены первые полуфабрикаты, листы и гнутые профили; сплав назвали кольчугалюминием[2]. В 1922 году И. И. Сидорин в лаборатории МВТУ сравнил технические характеристики кольчугалюминия и дюралюмина с захваченного на Южном фронте аэроплана «Юнкерс» постройки 1918 года и сделал вывод: «...по механическим и физическим качествам кольчугалюминий весьма близок к дюралюмину и может быть признан вполне пригодным для постройки металлических самолетов, глиссеров, дирижаблей, аэросаней и прочих аппаратов»[1].

Полученный советскими специалистами сплав, названный кольчугалюминием, отличался от дюралюминия присутствием никеля и иным содержанием меди и марганца.

В СССР задача организации производства алюминиевых полуфабрикатов была поставлена перед специальной Комиссией по металлическому самолётостроению, организованной в ЦАГИ 22 октября 1922 года. Этот день принято считать днём рождения туполевского КБ. В состав комиссии вошли А. Н. Туполев (руководитель), И. И. Сидорин (металлург), Г. А. Озеров (прочнист) и Е. И. Погосский (инженер-пилот). В ведении Комиссии находились два новых отдела ЦАГИ: испытания авиационных материалов и конструкций (ОИАМиК) и авиации, гидроавиации и опытного строительства (АГОС). В распоряжение секции был передан фюзеляж трофейного самолета «Юнкерс» постройки 1918 года. Весь сортамент дюралюминия, входивший в его конструкцию, — лист гладкий, гофрированный, трубы, профили — подвергся лабораторным исследованиям. Помимо выяснения химического состава, были проведены металлографические исследования, определены механические свойства.

В 1923 году был налажен выпуск необходимого сортамента, листового, гофрированного и профилированного кольчугалюминия, установлены допуски и технические условия. Инициатором разработки сплава был И. И. Сидорин[4], который опирался на производственный опыт начальника литейного цеха Кольчугинского завода В. А. Булатова[5]. Разработчиками технологии производства и проката кольчугалюминия были инженеры-металлурги Г. Г. Музалевский и С. М. Воронов[6].

Основоположники металлического самолётостроения: директор ВИАМа, член-корреспондент АН СССР А. Т. Туманов, академик АН СССР А. Н. Туполев, проф. И. И. Сидорин.

В КБ Туполева совместно с Кольчугинским заводом были разработаны собственные оригинальные методы производства гофра, отличавшиеся от принятых на заводе Юнкерса в Филях, что давало значительную экономию времени. Первый цельнометаллический самолет АНТ-2 конструкции Андрея Николаевича Туполева поднялся в небо 26 мая 1924 года, а через год русские превзошли немцев: под руководством Туполева в Советском Союзе был создан первый в мире цельнометаллический бомбардировщик-моноплан ТБ-1 (АНТ-4) с двигателями, которые расположились вдоль крыла. Именно эта схема впоследствии стала классической для тяжёлых самолётов[2].

В 1925 году успешные полёты цельнометаллического экспериментального самолета АНТ-2 (конструкции А. Н. Туполева) показали, что новый материал — кольчугалюминий — весьма перспективен в самолётостроении.

К началу 1930-х годов термин «кольчугалюминий» выходит из употребления и заменяется на «дюралюмин» и «дюралюминовые материалы»[7]. В дальнейшем кольчугалюминий с небольшими изменениями химического состава вошёл в число стандартных марок дюралюмина, который до сих пор известен и применяется как дюралюмин Д1[8].

Состав и химические свойства[править]

Кольчугалюминий отличается от немецкого дюралюминия присутствием никеля и несколько иным соотношением меди и марганца (медь — 4,5 %, марганец — 0,7 %, никель — 0,3 %, магний — 0,5 %, алюминий — 94 %)[нет источника].

Различались три вида кольчугалюминия: мягкий — отожжённый при температуре 400 °C, закалённый — при температуре 500 °C, и нагартованный.

По полуфабрикатам различался кольчугалюминий листовой, прутковый и проволочный. Не применялся только литой из-за невысокого предела прочности (16—17 кгс/мм²) при небольшом удлинении.

Для листов толщиной более 0,3 мм был установлен предел прочности 40 кгс/мм² для 1-го сорта и 38 и 36 кгс/мм² для 2-го и 3-го. Кольчугалюминий по своим качествам не уступал немецкому дюралю в показателях для листов, профилей и труб.

Сортамент кольчугалюминиевых профилей, разработанный комиссией, применялся на протяжении всех 15 лет, пока строились самолёты с гофрированной обшивкой. Основной тип — швеллер с отогнутыми краями (профиль типа А) из листов толщиной до 2 мм. Сортамент их был подобран так, чтобы профили вкладывались один в другой без зазоров. Простые швеллеры почти не применялись, мелкие профили были главным образом Л-образные. Профили типа F применялись только вместе с А, образуя с ним общий закрытый профиль в полках лонжеронов. Профили типов А и Л обычно клепались краями к гофрированной обшивке и работали как скрытые, благодаря чему примерно на 30 % повышалось использование материала в них.

Низкая коррозионная стойкость требовала специальных мер защиты кольчугалюминиевых деталей. «Находясь в зарубежных командировках, А. Н. Туполев внимательно изучал немецкую систему защиты — покрытие деталей лаком и чёрной каменноугольной смолой; английскую — анодирование, канадскую — плакирование. Английский способ защиты, о котором докладывал А. Н. Туполев после своей зарубежной командировки 1929 г., начиная с 1930 г. стал широко внедряться в отечественную самолётостроительную практику»[7].

См. также[править]

Примечания[править]

  1. ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 Фридляндер И. Н. К 100-летию со дня рождения И. И. Сидорина // Труды ВИАМ. 2013 (публикация 1988 года). №2. Дата обращения: 06.08.2025.
  2. ↑ 2,0 2,1 2,2 Кольчугалюминий рус.. Министерство культуры РФ (2020).
  3. ↑ Бондарев А. Б. ГЕОРГИЙ ГРИГОРЬЕВИЧ МУЗАЛЕВСКИЙ МЕТАЛЛУРГ И УЧЕНЫЙ. ИЗ ИСТОРИИ МЕТАЛЛУРГИИ ЛЕГКИХ СПЛАВОВ РОССИИ // Вестник науки. 2024. №10 (79). Дата обращения: 06.08.2025.
  4. ↑ Иллюстрированный справочник-календарь по авиации, воздухоплаванию, ракетной технике и космонавтике. Издательский дом «Авиамир», 2008, с. «25 февраля. И. И. Сидорин».
  5. ↑ Туманов А. Т., Шалин Р. Е., Старков Д. П. Авиационное материаловедение. — В кн.: Развитие авиационной науки и техники в СССР. М.: Наука, 1980, с. 319.
  6. ↑ Алюминиевые сплавы. — В кн.: Авиация: Энциклопедия / Гл. ред. Г. П. Свищев. — М.: Науч. изд-во «Большая рос. энцикл.» : Центр. аэрогидродинам. институт им. Н. Е. Жуковского, 1994. — 736 c.: ил. ISBN 5-85270-086-X
  7. ↑ 7,0 7,1 Андрей Николаевич Туполев. Жизнь и деятельность. — М. Издательский отдел ЦАГИ, 1991, с. 103.
  8. ↑ История кафедры МТ8-«Материаловедение» Архивная копия от 20 мая 2014 на Wayback Machine.

Ссылки[править]

Руниверсалис

Одним из источников, использованных при создании данной статьи, является статья из википроекта «Руниверсалис» («Руни», руни.рф) под названием «Кольчугалюминий», расположенная по адресу:

—«https://руни.рф/index.php/Кольчугалюминий»

Материал указанной статьи полностью или частично использован в Циклопедии по лицензии CC BY-SA.

Всем участникам Руниверсалиса предлагается прочитать «Обращение к участникам Руниверсалиса» основателя Циклопедии и «Почему Циклопедия?».

Источник — http://cyclowiki.org/w/index.php?title=Кольчугалюминий&oldid=2404914