Материал: Специальные сплавы в аэрокосмической технике. Миленин А.В., Ожерельев В.В

затели прочности, сопротивление хрупкому разрушению. Но для некоторых сталей, таких как магнитномягкие трансформаторные, предпочтительно наоборот более крупное зерно аустенита.

Рис. 12. Влияние легирующих элементов на температуру перехода Т50 железа [6]

Для замедления роста аустенитного зерна при нагреве используют легирующие элементы, относящиеся к карбидо-и нитридообразующим элементам, такие как : Cr, Mo, W, V, Nb, Ti, Zr. Замедленный рост зерна объясняется барьерным действием карбидов и нитридов на мигрирующую границузерен. Устранить или снять эффект барьерного действия частиц можно с помощью растворения и коагуляция дисперсных фаз в аустените. Более мелкое зерно аустенита можно получить, увеличив объемную долю нерастворенных частиц (при нагреве стали), а также уменьшив ихразмер.

С целью получения мелкозернистой структуры стали в широком диапазоне нагрева используют легирование несколькими карбидообразующими или нитридообразующими элементами, обладающими разной температурой перехода в твердый раствор соответствующихфаз.

Такие элементы, как Al, C, N находящиеся в твердом растворе (аустените), не связанные в карбиды и нитриды, оказывают влияние на рост его зерна. Аналогично воздействуют B, Mn, Si.

16

2. ОСНОВНЫЕ ГРУППЫ АВИАЦИОННЫХ КОНСТРУКЦИОННЫХ СПЛАВОВ

2.1. Краткие характеристики основных авиационных материалов

В конструкции современных летательных аппаратов применяются различные материалы: алюминиевые и магниевые сплавы, титан и его сплавы, стали, неметаллические материалы (пластмассы, ткани, резина, древесина, керамика, композиционные материалы).

На рис. 13 представлена классификация основных авиационных материалов.

Рассмотрим характеристики (преимущества, достоинства и недостатки) авиационных материалов.

Кпреимуществам стали относятся следующие показатели: высокий модуль текучести, высокий модуль упругости, высокую прочность на растяжение, а также сталь должна иметь: хорошую свариваемость, хорошую горячую и холодную штампуемость, отсутствие поводок после термообработки. К особым достоинствам стали можно отнести высокую жаропрочность, высокую жаростойкость, стойкость к коррозии.

Основной недостаток стали высокий вес.

Кдостоинствам алюминиевых сплавов относятся: высокая удельная прочность, высокая коррозионная стойкость, хорошая работа при высокой температуре, легкость обработки путем прессования, штамповки, литья. К недостаткам можно отнести предел прочности.

Кдостоинствам магниевых сплавов можно отнести: легкость, отличную обрабатываемость резанием, возможность обработки давлением, хорошие литейные свойства; к недостаткам – малую коррозионную стойкость (особенно в соленой воде), недостаточную пластичность при обработке давлением, высокая стоимость, воспламеняемость [8].

Кдостоинствам магниевых сплавов можно отнести:

–легкость;

–отличную обрабатываемость резанием;

–возможность обработки давлением;

–хорошие литейные свойства.

17

–хорошая коррозионнаястойкость;

–высокаяжаропрочность за счет плотнойоксидной пленки. Недостатки титановыхсплавов:

–сложность получения титанаиз руды,

–термическаяобработкав вакууме.

Неметаллические материалы, используемые в летательных аппаратах: пластик, полиамиды, керамика, композиционные материалы (КМ).

КМ представляют собой комбинацию основы (металлической, например, на основе алюминия, магния; неметаллической (углепластик, стекловолокно)) и связующего (чаще всего в этом качестве используются смолы).

Достоинства КМ:

–возможность создать любую конструкцию с любой прочностью и любой конфигурацией,

–варьируя основой и углом наклона волокон (рис. 14) [9].

Рис. 14. Пример структуры композиционных материалов [8]

Краткие характеристики основныхавиационных материалов представлены в табл. 1.

19

Таблица 1

Краткие характеристики основных авиационныхматериалов

20