多葉變矩螺旋槳和廢氣渦輪增壓器都主要用鋁合金製造,因此如何確定好鋁合金的配方,冶煉出適合這兩種航空產品的鋁合金來,就成爲了龍魂飛機制造公司首要的任務。
要知道,在30年代初,鋁合金還沒有廣泛應用於航空工業,特別是螺旋槳的槳葉,還基本上都是用木頭製作出來的。金屬螺旋槳幾乎就是不可能的,由於螺旋槳葉片的形狀比較複雜,使用金屬製作時其材料和加工工藝都是一個難題。
馬克西米連和大衛都覺得這簡直就是不可能完成的任務。開玩笑,要用鋁合金來製造螺旋槳,這樣的鋁合金還沒有工廠可以研製出來。
費力克斯和保羅雖然知道這很難,不過他們也相信菲利普不會隨便就開發這種產品,而且他們也想通過參與這種產品的研發,提高自己的能力水平,證明自己。
菲利普從博福斯進了一批有色金屬原材料,併購進了一批簡陋的試驗設備,然後就開始的航空鋁材的研製工作。
憑藉着自己的記憶,菲利普寫出了好幾個配方,拿給馬克西米連,讓他負責試驗工作,由大衛等三人協助。
當接到這個任務的時候,馬克西米連搖搖頭道:“菲利普先生,您確定這些配方可以熔鍊出螺旋槳和渦輪增壓器的鋁材嗎現在全世界都還沒有解決這個問題,就憑咱們這幾個人,這些簡陋的試驗設備,這可能嗎”
菲利普拍了拍馬克西米連的肩膀,正色道:“馬克西米連先生,我知道你在bmw幹了多年,是bmw最優秀的材料工程師,對於發動機材料和鋁合金材料都有比較深入的研究。不過,我對這幾個配方卻是很有信心,不如我們打個賭,如果用這些配方熔鍊出達到要求的鋁材,就算是你輸了,怎麼樣”
菲利普當然有信心了,要知道他可是二十一世紀的兵工專家,參與了多種武器的研發,對於金屬材料和金屬材料加工有着非常深的瞭解。他拿出來的這幾個配方,是經過幾十年的不斷優化得到的鋁合金配方。這其中有2a11鋁合金,它可以作爲飛機的中等強度的結構件、螺旋槳葉片、交通運輸工具與建築結構件,航空器的中等強度的螺栓與鉚釘等。還有2024,它可以製造成飛機結構、鉚釘、導彈構件、卡車輪轂、螺旋槳元件及其他種種結構件。6061t6鋁合金,可以製作飛機蒙皮、機身框架、大梁、旋翼、螺旋槳、油箱、壁板和起落架支柱。
雖然對於這些鋁合金的成分和配方,記得不是太清楚,但是大致有哪些元素,大約佔多少,菲利普還是有印象的,只要做多幾次試驗,相信就能找到最好的配方。比如說6061t6鋁合金,摻入的其他元素也有好幾種,像銅、錳、鎂、鋅、鉻、鈦、硅、鐵都是不可少的,這些元素摻量大多都小於1,像鉻和猛這樣的元素甚至不到05。
馬克西米連有些猶豫,他心想沒準菲利普這些配方還真的能成功,於是趕緊仔細看了看這些配方。他一邊看,還一邊念道:“6061t6鋁合金,具有加工性能極佳、優良的焊接特點及電鍍性、良好的抗腐蝕性、韌性高及加工後不變形、材料緻密無缺陷及易於拋光、上色膜容易、氧化效果極佳等優良特點。化學成分銅佔比020,錳015鎂11,鋅020,鉻015,硅05,鐵07。”
盯着這些數據,馬克西米連思考了片刻之後,疑惑地看着菲利普道:“菲利普先生,不知道螺旋槳葉片和渦輪葉片,你準備採用什麼方式加工,是鑄造還是鍛造呢”
菲利普用肯定的語氣道:“當然是鍛造了,現在的鑄造技術根本達不到要求,要知道渦輪增壓器的渦輪可是高精度的零件,螺旋槳的葉片形狀更是複雜,它們在工作中都要承受巨大的力矩,也只有鍛造能消除金屬在冶煉過程中產生的鑄態疏鬆等缺陷,優化微觀組織結構,同時由於保存了完整的金屬流線,鍛件的機械性能一般優於同樣材料的鑄件。”
馬克西米連點點頭道:“嗯,可是你在這些配方里面加入鉻和錳又是爲什麼呢”
菲利普笑道:“加入這兩種元素,是爲了提高鋁合金材料的硬度和耐腐蝕性。錳的脾氣十分古怪而有趣,如果在鋁中加入過多的錳,那麼所得的鋁材簡直脆得像玻璃一樣,一敲就碎。然而,如果加入少量的錳,那麼就變得既堅硬又富有韌性。鋁材的延展性和強度都得到提高。而加入鉻,可以讓鋁材抗腐蝕、耐磨、耐高溫、耐氧化,對於渦輪葉片和螺旋槳葉片來說,也一種很有用的金屬元素。”
馬克西米連想了想道:“算了,我不跟你賭菲利普先生,我想你是正確的,這些配方真的出乎我的想象,雖然我幹了十幾年的材料工程師,但是在鋁合金方面的水平遠遠及不上你啊。這個任務我接了,我保證把它幹好,爭取在一個月內就完成所有的試驗。”
菲利普見馬克西米連態度轉變,也很高興,他看了看另外的三人,接着道:“拜託各位了這幾種鋁合金材料的研製,關係到能否研製出合格的變矩螺旋槳和渦輪增壓器。雖然十幾年前,就有鋁合金用於飛機制造,不過始終沒有突破螺旋槳和渦輪製造的技術障礙,現在鋁合金在各個領域都得到了廣泛的應用,原鋁的生產量也開始猛增,鋁材的價格也得到了迅速下降,正是將它更廣泛地應用到航空工業之時。”
四名從bmw來的工程師互相看了一眼,然後都點頭表示同意。
大衛從馬克西米連手中取過寫着配方的紙,跟費力克斯和保羅一起仔細看了個遍。
保羅擡起頭驚訝地道:“這是我見過的最複雜配方了,但是我想它一旦成功,必定會成一種非常優良的航空材料。鋁是強度不高而塑性很好的金屬,合金化的目的首先是提高強度,在這裡面加入錳、鈦等元素,就充分體現了這一點。而鉻的加入,又提高了合金的抗蝕性。而鎂的加入,又大幅度提高了鋁合金的抗拉強度,1左右的含量剛剛好。”