- •Раздел 2. Процессы изготовления деталей самолета. Глава 5. Характеристика предметов обработки и классификация технологических процессов. §1. Конструктивно-технологические особенности деталей.
- •§2. Используемые сплавы. Алюминиевые сплавы
- •Титановые сплавы
- •Высокопрочные сплавы
- •Интерметаллидные сплавы
- •Композиционные материалы
- •Покрытия
- •§3. Характерные полуфабрикаты и заготовки, используемые при изготовлении деталей ла.
- •§4. Классификация технологических процессов. Заготовительно-обработочные процессы.
- •Глава 6. Процессы формообразования разделением полуфабриката а удалением лишнего материала. §1. Классификация процессов и припуски на обработку.
- •§2. Механические процессы.
- •Резка ножницами и штампами.
- •Обработка резанием.
- •1) Корпус хона; 2) абразивный брусок; 3) деталь.
- •§3. Электрические процессы.
- •§4. Электрохимические процессы.
- •§5. Химические процессы.
- •§6. Акустические процессы.
- •Глава 7. Процессы формообразования холодным деформированием.
- •§1. Листовая штамповка.
- •Обтяжка
- •Вытяжка
- •Рельефная формовка
- •Глава 8. Технологическая оснастка для изготовления деталей.
- •Базирующие элементы:
- •§1. Методика проектирования технологических процессов.
- •§2. Проектирование специальных станочных приспособлений.
- •§3. Проектирование заготовительно-штамповочной оснастки.
- •§4. Проектирование технологических процессов.
- •§5. Современные тенденции в области проектирования процессов изготовления деталей.
- •§6. Комплексный метод проектирования технологических процессов.
§2. Используемые сплавы. Алюминиевые сплавы
Основным конструкционным материалом для планера остаются алюминиевые сплавы. В 2000-2010 годах их доля в структуре применения остается на уровне 50%.
Алюминиевые сплавы – это сплавы, отличающиеся высокими, сравнимыми с легированными сталями значениями удельной прочности σдоп/ρ (отношение допустимых напряжений к плотности) и удельной жесткости Е/ρ (отношение модуля упругости материала к его плотности), высоким сопротивлением усталости и хорошими технологическими характеристиками.
Задача повышения надежности, улучшения характеристик трещиностойкости, повышения усталостных свойств сплавов для фюзеляжа, крыла и силового набора решалась за счет значительного повышения чистоты сплавов от примесей кремния и железа и соответственно ограничения избыточных фаз, разработки новых режимов термообработки, улучшения качества полуфабрикатов.
Вместе с тем были созданы новые высокопрочные алюминиевые сплавы, по прочности значительно превосходящие существующие, в первую очередь, для сжатых зон (крыло) и силового набора. Это особо прочный сплав В96ц-3пч, ковочные сплавы 1933, В1963 системы Al-Zn-Mg-Cu с добавкой Zr. Также создан уникальный слоистый алюмополимерный материал класса СИАЛ, который обладает чрезвычайно высоким сопротивлением развитию усталостных трещин и более высокими показателями малоцикловой усталости (МЦУ).
Для верхних обшивок фюзеляжа рассматривается возможность применения слоистого алюмостеклопластика СИАЛ-3-1. По сравнению с монолитными листами их алюминиевых сплавов СИАЛ-3-1 имеет повышенную прочность, чрезвычайно низкую скорость развития усталостных трещин, повышенную долговечность, а также пониженную плотность.
Преимущества:
Пониженная до 8% плотность, что значительно повышает весовую эффективность;
Повышенный на 10% модуль упругости, что обеспечивает увеличение жесткости конструкции.
Еще один способ повышения весовой эффективности – уменьшение плотности алюминиевых сплавов, который реализуется путем создания рецептур сплавов, легированных литием. Создана серия сплавов средней (1420, 1421, 1441) и высокой (1461, 1464, 1469) прочности. Высокопрочные свариваемые сплавы предназначены для эксплуатации в широком интервале температур от +175 0С до -253 0С.
Титановые сплавы
Титановые сплавы обладают высокой удельной прочностью, жаропрочностью, хорошей коррозиционной стойкостью (поверхностная окисная пленка устойчива до +550 0С).
Объем применения титановых сплавов в конструкциях планера и шасси составляет ≈ 4-10%.
Взамен сталей в конструкции планера и шасси рекомендованы к применению высокопрочные титановые сплавы ВТ-22И, ВТ-23И, ВТ-43 и ВТ-41,имеющие высокую пластичность и прочность, низкую скорость роста трещины усталости, пониженную плотность. Преимуществом использования титановых сплавов является их пониженная плотность по сравнению со сталями, высокая коррозионная стойкость, в том числе в контакте с полимерными композиционными материалами (ПКМ).
Высокопрочные сплавы
Стали – сплавы железа с углеродом.
Основное назначение сталей – использование их в конструкциях, требующих высоких значений жесткости, удельной прочности, усталостной долговечности, теплопрочности, коррозионной стойкости и ряда других параметров.
До
недавних пор наиболее распространенной
в самолетостроении являлась высокопрочная
сталь 30ХГСН2А с уровнем прочности
1600-1850 МПа. Благодаря новым разработкам
удалось повысить прочность до 1950 МПа
при сохранении значений пластичности.
В последнее время созданы новые
экономнолегированные высокопрочные
конструкционные свариваемые стали
ВСК-8 (σв
=
1800-2000 МПа)
и ВКС-9(σв
=
1950 – 2150 МПа)
,
которые по значениям трещиностойкости
не уступают, а в ряде случаев и превосходят
сталь 30ХГСН2А.
Одним из перспективных направлений легирования коррозионно-стойких сталей является использование в их составе азота. Легирование азотом дает возможность снизить или исключить содержание в стали дорогостоящих легирующих элементов, таких как кобальт, молибден, при сохранении прочности стали.
