metod416

Деформируемые алюминиевые сплавы, упрочняемые термической обработкой

Таблица А.3 – Сплавы системы Al-Zn-Mg-Cu

Применение: Крупногабаритные штамповки и прессованные полуфабрикаты для высоконагруженных деталей самолетов (фитинги, кронштейны, рычаги и др.).

Таблица А.4 - Сплавы системы А1-Мg-Si

Примечание - Свойства авиалей приведены для прессованных профилей.

Применение: Лонжероны лопастей вертолетов; декоративные де-

181

Таблица А.5 – Сплавы системы Al-Cu-Mg с добавлением Mn (дуралюмины)

Примечание - Свойства сплавов Д1, Д16, Д19 и ВАД1 даны для листо-

вых материалов, сплава ВД17 – для прессованной полосы.

Применение:

Д1 – лопасти воздушных винтов; заклёпки; конструкционый материал планеров самолётов.

Д16 – различные детали конструкций, обшивки клёпаных конструкций, длительно работающих при температуре 80 ºC, ограниченное время при 150 ºС.

Д19 – то же, что Д16, для работы при 150-200 ºC.

ВАД1 – сварные конструкции, работающие кратковременно (до

2 – 3 ч.) при температурах 250-300 ºС и длительно при 175 ºС.

ВД17 – лопасти компрессора, крыльчатки, диски двигателей, работающие при температурах 200-300 ºС.

Д18 и В65 – сплавы для изготовления заклёпок.

182

Таблица А.6 – Сплавы на основе систем Al-Cu-Li и Al-Mg-Li

Применение: ВАД23 – листовые детали, обладающие пониженной массой, для работы при температурах 150-175 ºC. Термообработка по режиму 1 предназначена для изделий, работающих при комнатной температуре, по режиму 2 – для изделий, кратковременно работающих при высоких температурах, по режиму 3 – для изделий, длительно работающих при высоких температурах. 01420 – детали с повышенным модулем упругости и высокой удельной прочностью.

Таблица А.7 – Сплавы системы Al-Be-Mg

Применение: Изделия, в которых определяющим конструкционным фактором является жёсткость, например, оболочковые конструкции; детали горизонтального оперения; кили; элероны и др.

183

Таблица А.8 – Сплавы системы Al-Cu-Mn

Применение: Д20 – изделия, длительно работающие при температуре до 300 ºC (диски и лопатки компрессоров, крыльчатки, воздухозаборники, поршни и др.); Д20 и 1201 – сварные конструкции, работающие при температурах от минус 250 до плюс 250 ºC.

Таблица А.9 – Сплавы на основе системы Al-Mg-Si-Cu

Применение: АК9 – крупногабаритные штамповки для несущих подмоторных рам, фитинги, стойки и др. силовые детали; АК8 – высоконагруженные штампованные детали (рамы, стыковые узлы, пояса лонжеронов); криогенная техника.

184

Таблица А.10 – Сплавы на основе системы Al-Cu-Mg с добавками Fe и Ni

Применение: Детали реактивных двигателей (лопатки и диски компрессора, заборники и др.), работающие при температурах до 300 ºC; обшивка и силовой каркас сверхзвуковых самолётов, длительно работающих в условиях знакопеременных напряжений при температурах 130-150 ºC.

185

Приложение Б (справочное)

Литейные алюминиевые сплавы

Таблица Б.1 – Сплавы системы Al-Si (силумины)

Применение: АЛ2 – небольшие по размерам герметичные детали. АЛ4, АЛ9 – средние и крупные детали ответственного назначения: картеры двигателей внутреннего сгорания, турбинные колёса турбохолодильников, вентиляторов и др. АЛ5 – головки цилиндров двигателей воздушного охлаждения, детали приборов и агрегатов, работающие при температурах до 250 ºC. АЛ34 (ВАЛ5) – крупные корпусные детали сложной конфигурации, работающие под большим внутренним давлением газа или жидкости.

186

Таблица Б.2 – Сплавы системы Al-Cu

Применение: АЛ19 – высоконагруженные детали, работающие в условиях вибраций при температурах от –170 до +300 ºC. АЛ33 – детали двигателей, длительно работающие при температурах до 350 ºC

Таблица Б.3 – Сплавы системы Al-Mg

Применение: Силовые детали, работающие при температурах от минус 60 до плюс 60 ºC. Изделия, работающие в различных климатических условиях, включая воздействие морской воды и тумана.

187

16 Лабораторная работа № 16

Пластмассы *)

16.1 Цель работы

Изучение классификации, свойств, структуры и областей применения пластмасс.

16.2 Общие сведения

Пластическими массами, или пластмассами, называют материалы на основе природных или синтетических полимеров, способных при нагреве размягчаться и под давлением принимать заданную форму и устойчиво сохранять ее после охлаждения.

Детали из пластмасс менее трудоемки в изготовлении, имеют меньшую стоимость, поэтому ими часто заменяют изделия из металла.

Простые пластмассы состоят из одних полимеров (без добавок). Сложные пластмассы помимо полимеров включают добавки: наполнители, пластификаторы, красители, отвердители, катализаторы и т.д.

Наполнители в пластмассы вводят в количестве от 40 до 70 % для повышения твердости, прочности, жесткости, а также для придания особых специфических свойств, например, фрикционных, антифрикционных и снижения их стоимости. Наполнителями могут быть ткани, а также порошковые, волокнистые вещества.

Пластификаторы (стеарин, олеиновая кислота, дибутилфталат) повышают эластичность, пластичность и облегчают обработку пластмасс. Их содержание колеблется в пределах от 10 до 20 %.

Отвердители (амины) и катализаторы (перекисные соединения) в количестве нескольких процентов вводят в пластмассы для отвердения, т.е. создания межмолекулярных связей и встраивания молекул отвердителя в общую молекулярную сетку.

Красители (минеральные пигменты, спиртовые растворы органических красок) придают пластмассам определенную окраску.

Состав компонентов, их сочетание и количественное соотношение позволяют изменять свойства пластмасс в широких пределах.

16.2.1 Полимеры

Основным компонентом пластмасс, обеспечивающим работу всей композиции как единого целого, являются полимерные материалы, или

*) Составлено при участии Синюхина А.В.

смолы, представляющие собой высокомолекулярные соединения, макромолекулы которых состоят из нескольких тысяч мономерных звеньев.

188

Полимеры получают синтезом низкомолекулярных веществ методами полимеризации или поликонденсации.

Элементный состав продукта полимеризации не отличается от состава исходных веществ, так как процесс происходит при последовательном присоединении мономеров к растущей полимерной цепи. Кроме молекул полимера никаких других соединений не возникает. Например, образование полиэтилена протекает по схеме:

n(CH 2 = CH 2 ) полимеризация(t, p)→−CH 2 − CH 2 − CH 2 −

этилен полиэтилен

При поликонденсации высокомолекулярные соединения образуются в результате реакций замещения или обмена между реагентами, сопровождающихся образованием низкомолекулярных соединений (воды, аммиака и т.д.) и непредельных углеводородов, участвующих в полимеризации. Например, при взаимодействии формальдегида с фенолом образуется фенолформальдегидный полимер и вода:

2C 6 H 5 OH + CH 2 O → 2C 6 H 4 OH = CH 2 + H 2 O

Макромолекулы полимеров могут состоять из одинаковых или разнородных по химическому составу мономеров. В последнем случае эти соединения называются сополимерами, а реакции их образования – сополимеризацией.

Полимеры классифицируют по различным признакам, основными из которых являются: состав и структура макромолекул, полярность, отношение к нагреву (таблица 16.1).

Таблица 16.1 – Классификация полимеров

189

Продолжение таблицы 16.1

16.2.1.1 Молекулярное строение полимеров

Наибольшую группу соединений составляют органические полимеры. Если основная молекулярная цепь полимера состоит из одинаковых атомов, то такой полимер называют гомоцепным, если молекулярная цепь представлена только атомами углерода – карбоцепным. Например, карбоцепными являются полиэтилен, поливинилхлорид, фторопласты (рисунок 16.1 а) и др.

Если наряду с углеродом в основной молекулярной цепи присутствуют атомы кислорода, азота, фосфора и других элементов, оказывающих существенное влияние на свойства вещества, то такие полимеры называют гетероцепными. Например, гетероцепными являются полиуретан, полилиэтиленфторфталат (лавсан), полиамид (рисунок 16.1 в) и др.

Присутствующие в молекулярных цепях гетероцепных полимеров неорганические элементы придают материалу повышенную теплостойкость, а органические радикалы – прочность и эластичность. Присутствие кислорода способствует повышению эластичности материала, а фосфора и хлора - огнестойкости, атомы серы уменьшают газопроницаемость.

Элементоорганические полимеры содержат в основных молекулярных цепях сочетающиеся с органическими радикалами атомы Si, Ti, Al и других элементов (рисунок 16.1 б).

Основу неорганических полимерных материалов составляют оксиды кремния, магния, алюминия, кальция и др. Представителями таких полимеров являются силикатные стекла, керамика, асбест, слюда.

16.2.1.2 Молекулярные структуры полимеров

190