Содержание
1. |
Введение. |
4 |
2. |
Алюминий и сплавы на его основе |
6 |
3. |
Бериллий и сплавы на его основе. |
22 |
4. |
Магний и сплавы на его основе. |
31 |
5. |
Титан и сплавы на его основе. |
35 |
6. |
Жаростойкие и жаропрочные сплавы на основе никеля. |
40 |
7. |
Порошковые материалы. |
51 |
8. |
Керамические материалы. |
80 |
9. |
Композиционные материалы. |
88 |
10. |
Стекла и ситаллы. |
96 |
ВВЕДЕНИЕ
Получение, разработка новых материалов, способы их обработки являются основой современного производства и во многом определяются уровнем своего развития научно-технический и экономический потенциал страны.
Материалы с малой плотностью (легкие материалы) широко используются в авиации, ракетной и космической технике, а также в автомобилестроении, судостроении и других отраслях промышленности. Применение легких материалов дает возможность снизить массу, увеличить грузоподъемность летательных аппаратов без снижения скорости и дальности полета, повысить скорость движения автомобилей, судов, железнодорожного транспорта.
Основными конструкционными легкими материалами являются пластмассы, цветные металлы магний, бериллий, алюминий, титан и сплавы на их основе, а также композиционные материалы. Особенно перспективны материалы, которые дают возможность снизить массу конструкций при одновременном повышении их прочности и жесткости. Таким образом, для материалов, используемых в авиационной и ракетной технике, важна эффективность материала по массе. Она оценивается удельными характеристиками: удельной прочностью в / (g) (где – плотность материала; g – ускорение свободного падения) и удельной жесткостью Е / (g).
Материалы с высокой удельной прочностью (сплавы титана, бериллия, композиционные материалы) предназначены в основном для изготовления высоконагруженных деталей летательных аппаратов.
Разнообразие свойств материалов является главным фактором, предопределяющим их широкое применение в технике. Материалы обладают отличающимися друг от друга свойствами, причем каждое зависит от особенностей внутреннего строения материала. Совершенствование технологии повлияло на качественные характеристики материалов, в частности на прочность материалов. Наиболее ярко рост прочности отмечается на материалах авиационной техники. На рис. 1 приведена кривая динамики роста удельных прочностей материалов (К), применяемых в самолетостроении, в сопоставлении с кривой роста скоростей (v) летательных аппаратов.
Рис. 1. Рост скоростей (1) самолетов и одновременное увеличение прочности (2) применяемых материалов.
Прогресс в повышении свойств существенно изменяет спецификации металлических материалов в различных конструкциях. На рис. 2 показано объемное распределение различных групп сплавов, применяемых в самолетостроении, очевиден постепенный рост применения сплавов с более высокими удельными характеристиками.
Рис. 2. Применение и прогноз материалов, используемых в гражданских самолетах.
Развитие научных разработок и мер по совершенствованию технологии получения сплавов дало возможность решить проблемы повышения чистоты металла методами вакуумно-дуговой, электронно-лучевой, вакуумной индукционной плавки и др.