2.3.3 Особенности применения в конструкциях летательного аппарата высокопрочных нержавеющих сталей

Применение в конструкциях летательного аппарата новых малоуглеродистых высокопрочных нержавеющих конструкционных сталей, а также высокопрочных конструкционных сталей, упрочняемых за счет высокого держания углерода, отличается некоторыми особенностями.

Упрочнение нержавеющих сталей достигается применением высокотемпературного нагрева (более 1000°С) и обязательной обработки глубоким холодом (—50...—70 °С). Это вызывает необходимость применения эффективных нагревательных печей, применения защиты окисления поверхности и выгорания легирующих элементов, а также использования мощных холодильных агрегатов. Стали требуют высокой точности выполнения температурного режима — точного соблюдения времени выдержки при высоких температурах и скорости охлаждения с температур закалки.

Нержавеющие стали обладают высокой коррозионной стойкостью, однако тепловое воздействие на сталь в зоне термического влияния вызывает интенсивные фазовые превращения в металле, что приводит к понижению коррозионной стойкости сварных соединений, особенно при контакте с влажным воздухом.

Все указанные стали склонны к водородному охрупчиванию. Присутствие некоторого количества диффузионно-подвижного водорода является неизбежным по технологическим причинам металлургического производства. Поэтому для исключения преждевременного разрушения сталей под действием статических нагрузок необходимо подвергать их обезводороживающим обработкам.

Стали высокой прочности чувствительны к концентраторам напряжений— рискам, царапинам, забоинам, резким переходам в размерах и даже к чистоте поверхности. Необходимо исключать возможность образования поверхностных концентраторов. В некоторых случаях оказывается весьма целесообразной поверхностная обработка, приводящая к наклепу поверхности. В этом случае в поверхностном слое деталей образуются сжимающие напряжения, повышающие выносливость деталей при эксплуатации.

Несмотря на высокую коррозионную стойкость нержавеющих сталей, целесообразно проводить химическую обработку их для создания поверхностного пассивного слоя. Детали наружных поверхностей целесообразно защищать лакокрасочными покрытиями.

Стали высокой прочности, в том числе и малоуглеродистые конструкционные нержавеющие, проявляют высокую чувствительность к действию поверхностно-активных веществ — расплавов легкоплавких веществ (Sn, Pb, Zn, Bi, Cd). Поэтому технологические процессы изготовления деталей должны предусматривать меры по устранению возможности нанесения этих веществ на поверхность готовых к эксплуатации деталей.

2.4 Исследование процесса штамповки эластичными средами при разных давлениях.

2.4.1 Гибка – формовка выпуклых бортов с плоской стенкой.

Основными методами штамповки выпуклых бортов резиной являются:

1. Свободная гибка – формовка (рис. 2.25,а)

2. Штамповка – вытяжка с подвижным щелевым прижимом (рис. 2.25,б)

3. Штамповка – вытяжка с подвижным прижимом (рис. 2.25,в)

4. Штамповка – вытяжка с неподвижной прижимной опорой (рис. 2.25 г, д, е)

Свободная гибка – формовка применима для бортов высотой не более (0,04-0,12) R_б, где – радиус борта в плане. Предельные коэффициенты, приведенные в работе. Исследования, предусматриваемые настоящей методикой по свободной гибки – формовке ставят целью установить предельные коэффициенты гибки для давлений 600 – 1000 кг/см² (в РТМ-1195 приведены данные для давлений до 420 кг/см²).

2. штамповка – вытяжка с подвижным щелевым прижимом применяется весьма ограниченно вследствие сложности прижима и технологических неудобств, а для давлений 600-1000 кг/см² рассматривается данной методикой как нецелесообразная.

3. штамповка – вытяжка с подвижным прижимом (рис. 2.25, в) для некоторых особо сложных деталей из ВНС2М (4М) может оказаться единственно возможной, поэтому методикой предусматривается исследование по эластичным материалам ( полиуретаны) с модулем Е = 50-400 кг/см² для создания противодавления на прижимной опоре.

Сравнительная таблица физико – механических свойств различных марок уретановых каучуков

Таблица 2.18

Марки Свойства	СКУ - ПФЛ	СКУ - 6	СКУ – 7Л	СКУ – 7П
				Нена- полн.	Наполн.
Плотность г/см3 Модуль 300%,кгс/см2, Е Прочность на разрыв, кгс/см2 Относительное удлинение, % Остаточное удлинение, % Сопротивление раздиру, кгс/см Твердость, ТМ – 2 Эластичность по отскоку, % Сопротовл. истиранию, см3/ кнт.ч.	1,20 300 400-500 400-450 6-10 90-100 90-95 35 -	1,21 40 400 450 0-2 30 60 30 50	1,25 95-100 500-600 500-550 2 60 80-85 37 50	1,25 70 450 500 5 70 70 40 50	- 225 300 400 10 80 80 30 75

4. штамповка – вытяжка с неподвижной прижимной опорой (рис. 2.25 г, д, е) является одним из рациональных методов формообразования деталей с выпуклыми бортами благодаря простоте оснастки и большим технологическим возможностям. Наиболее значительный объем исследований отводится для этого метода. Предлагается исследовать геометрию, конструкцию и материал неподвижных прижимных опор.

Рисунок 2.25. Схемы формообразования выпуклого борта эластичной средой.

Для определения оптимальной геометрии рабочих поверхностей прижимов исследуется ряд кривых с выявлением оптимальной. Из практики глубокой вытяжки без прижима установлено, что наиболее благоприятной формой матрицы является трактриса. По конструкции прижимных опор предполагается провести технико – экономический анализ сплошных фрезерованных опор и универсальных, гибких опор, набираемых из отдельных звеньев. Для последних необходимы исследования по минимальным зазорам между звеньями, не сказывающихся на качестве деталей и износе резиновой матрицы.

По материалам формблоков и прижимных опор намечено определить области применения стали (сырая, каленая), Al и Zn сплавов, балинита и дельта – древесины.

Рисунок 2.26. Расчетные коэффициенты свободной гибки выпуклых бортов нержавеющей стали