Архив - Электронный научный журнал "ТРУДЫ ВИАМ"

Статьи

 


№1 | №2 | №3 | №4 | №5 | №6 | №7 | №8 | №9 | №10 | №11 | №12





1.
dx.doi.org/ 10.18577/2307-6046-2017-0-7-1-1
УДК 66.046.516
А. О. Иванова, А. В. Заводов, Н. В. Дынин, М. А. Фомина
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВВЕДЕНИЯ МАЛЫХ ДОБАВОК ПЕРЕХОДНЫХ МЕТАЛЛОВ В СПЛАВЫ ТИПА AlSi10Mg, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫЕ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ПО ТЕХНОЛОГИИ СЕЛЕКТИВНОГО ЛАЗЕРНОГО СПЛАВЛЕНИЯ

Аддитивные технологии  позволяют получать сложнопрофильные детали различной номенклатуры с высоким коэффициентом использования материала. Для изготовления деталей методом селективного лазерного сплавления наибольшее распространение получили порошки из сплава AlSi10Mg за счет своей высокой технологичности. Для расширения области применения и улучшения служебных характеристик данного материала перспективным является легирование малыми добавками переходных металлов. Рассмотрена эффективность введения меди, церия и циркония для увеличения механических свойств сплава типа AlSi10Mg.



2.
dx.doi.org/ 10.18577/2307-6046-2017-0-7-2-2
УДК 669.295
Д. А. Добрынин
ЭЛЕКТРОЛИТНО-ПЛАЗМЕННОЕ ПОЛИРОВАНИЕ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ ВТ6 и ВТ8М-1

Проведен сравнительный анализ традиционных методов полирования поверхности (механический, химический и электрохимический методы) с методом электролитно-плазменной обработки. Осуществлено электролитно-плазменное полирование поверхности образцов из титановых сплавов ВТ6 и ВТ8М-1 в двухкомпонентном электролите на основе солей плавиковой кислоты общей концентрацией не более 5% (по массе). Определены скорости полирования титановых сплавов ВТ6 и ВТ8М-1 в предложенном электролите. Исследовано влияние длительности электролитно-плазменного полирования поверхности образцов из титановых сплавов ВТ6 и ВТ8М-1 на параметр шероховатости поверхности Ra. Установлены качественные зависимости скоростей полирования поверхности титановых сплавов ВТ6 и ВТ8М-1 от концентрации электролита, его температуры и рабочего напряжения.



3.
dx.doi.org/ 10.18577/2307-6046-2017-0-7-3-3
УДК 669.018.44:621.745.55
П. Г. Мин, В. В. Сидоров, Д. Е. Каблов, В. Е. Вадеев, Д. В. Зайцев
ИССЛЕДОВАНИЕ ЛОКАЛЬНОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ФОСФОРА И СЕРЫ В γ- и γ'-ФАЗАХ МОНОКРИСТАЛЛОВ СПЛАВА ЖС36-ВИ

Исследовано распределение содержания примесей фосфора и серы в γ- и γ'-фазах монокристаллов сплава ЖС36-ВИ высокоразрешающими методами просвечивающей электронной микроскопии и микрорентгеноспектрального анализа. Показано, что эти примеси преимущественно концентрируются в γ-твердом растворе, в котором встречаются локальные участки их повышенного содержания. Характер этого распределения сохраняется после испытаний на длительную прочность, причем неоднородность содержания серы между (γ/γ')-фазами приобретает более выраженный характер, особенно для сплава с высоким содержанием серы. Предложен механизм нарушения когерентной связи между γ- и γ'-фазами в присутствии повышенного содержания примесей и снижения жаропрочности монокристаллов.



4.
dx.doi.org/ 10.18577/2307-6046-2017-0-7-4-4
УДК 669.018.44:669.245
П. Г. Мин, В. В. Сидоров, В. Е. Вадеев
ПОВЕДЕНИЕ ПРИМЕСЕЙ И ЛАНТАНА ПРИ НАПРАВЛЕННОЙ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ МОНОКРИСТАЛЛОВ ЖАРОПРОЧНЫХ НИКЕЛЕВЫХ СПЛАВОВ

Исследовано поведение кремния, фосфора и лантана при направленной кристаллизации монокристаллов жаропрочных никелевых сплавов ЖС32-ВИ и ВЖМ5-ВИ, применяемых для литья лопаток авиационных газотурбинных двигателей.

Показано, что насыщение сплавов кремнием при отливке монокристаллов происходит за счет взаимодействия углерода с несвязанным оксидом кремния, входящим в состав керамической формы. При этом в безуглеродистых жаропрочных сплавах насыщение металла кремнием происходит в 4 раза медленнее, чем в углеродсодержащих. Для обеспечения высокой чистоты по примеси кремния и гарантированно высоких стабильных свойств отливок рекомендуется применение безуглеродистых жаропрочных никелевых сплавов.

Экспериментально установлено, что микролегирование лантаном жаропрочных никелевых сплавов, содержащих повышенное количество фосфора (0,014% (по массе)), позволяет повысить долговечность монокристаллов благодаря связыванию фосфора в термически прочное тугоплавкое соединение (фосфид лантана) и нейтрализации его отрицательного влияния. Показано, что при многократном переплаве сплава изменяется содержание макро- и микролегирующих элементов и, как следствие, снижается количество упрочняющей γ'-фазы и долговечность монокристаллов.

Для обеспечения гарантированно высоких эксплуатационных характеристик монокристаллов рекомендуется долегировать сплав до оптимального химического состава при переплаве в вакуумной индукционной печи с применением экспресс-анализа.



5.
dx.doi.org/ 10.18577/2307-6046-2017-0-7-5-5
УДК 669.018.44:629.245
М. М. Бакрадзе, Б. С. Ломберг, Е. В. Филонова, Е. Б. Чабина
ОЦЕНКА СТРУКТУРНО-ФАЗОВОЙ СТАБИЛЬНОСТИ ЖАРОПРОЧНОГО СПЛАВА ВЖ175 ПОСЛЕ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ И ИМИТАЦИЙ НАРАБОТОК ПРИ РАБОЧЕЙ ТЕМПЕРАТУРЕ

Исследованы изменения структуры и фазового состава сплава ВЖ175-ИД для дисков турбин ГТД после термической обработки и имитаций наработок (длительных выдержек при максимальной рабочей температуре 750°С). Изучены механические свойства сплава и выполнены фрактографические исследования образцов в исходном (термообработанном) состоянии и после длительных нагревов при рабочей температуре в течение 1000 и 2000 ч.



6.
dx.doi.org/ 10.18577/2307-6046-2017-0-7-6-6
УДК 669.615-194.55
Л. И. Паршуков, Ф. З. Гильмутдинов, А. А. Скупов
ИССЛЕДОВАНИЕ СВАРНЫХ ШВОВ МАРТЕНСИТОСТАРЕЮЩЕЙ СТАЛИ ТИПА 03Н18К9М5Т ПОСЛЕ ЛОКАЛЬНОЙ ТЕРМОЦИКЛИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

Проведены теоретические и экспериментальные исследования напряженно-деформированного, химического и структурно-фазового состояния мартенситостареющей стали после электронно-лучевой сварки и последующей термической обработки. Установлено, чтохимический, фазовый состав, структура и напряженно-деформированное состояние шва из мартенситостареющей стали зависят от скорости электронно-лучевой сварки. Из анализа напряженных состояний сварного шва следует, что при большей скорости сварки остаточные напряжения в сварном шве имеют бо́льшие значения.

Термоциклическая обработка шва в защемленном состоянии приводит к его упрочнению и снижению остаточных напряжений.



7.
dx.doi.org/ 10.18577/2307-6046-2017-0-7-7-7
УДК 621.791.724
А. А. Скупов, М. Д. Пантелеев, Е. Н. Иода
СТРУКТУРА И СВОЙСТВА СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ СПЛАВОВ В-1579 и В-1481, ВЫПОЛНЕННЫХ ЛАЗЕРНОЙ СВАРКОЙ

Исследованы особенности формирования структуры и свойств сварных соединений алюминиевого В-1579 (AlMgSc) и алюминий-литиевого В-1481 (Al–Cu–Li) сплавов, выполненных лазерной сваркой без присадочного материала. Разработаны режимы лазерной сварки, обеспечивающие высокие значения пластичности и ударной вязкости, при этом уровень прочности сварных соединений сплава В-1481 составил 0,6 от прочности основного материала, а для сплава В-1579: 0,9.

Установлено, что на сварных соединениях сплава В-1579 с увеличением скорости сварки происходит повышение прочностных характеристик и сопротивления усталости. Сплав В-1481 более чувствителен к воздействию термического цикла сварки – чем выше скорость сварки, тем меньше разупрочнение и выше значения характеристик сопротивления усталости.



8.
dx.doi.org/ 10.18577/2307-6046-2017-0-7-8-8
УДК 669.018.95
В. М. Серпова, Д. В. Косолапов, А. Н. Жабин, А. А. Шавнев
МЕТОДЫ ФОРМИРОВАНИЯ ПОЛУФАБРИКАТОВ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВОЛОКНИСТЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ (обзор)

Реализация новых проектов в различных отраслях промышленности требует решения новых задач, одной из которых является создание перспективных материалов, обладающих повышенными рабочими характеристиками. К таким материалам относятся металлические волокнистые композиционные материалы, неотъемлемым этапом при создании которых является разработка технологий их изготовления. Технологическая схема изготовления металлических волокнистых композиционных материалов влияет на формирование их структуры и свойств. Поэтому необходимо правильно выбрать метод формирования полуфабрикатов для их изготовления, который обеспечивает изоляцию между волокнами слоем матричного материала, отсутствие их механического повреждения и химического взаимодействия с матричным материалом, а также способствует равномерному распределению волокон в материале.

В статье представлен обзор методов формирования полуфабрикатов для изготовления металлических волокнистых композиционных материалов. Показано, что наиболее распространенными являются методы жидкофазной технологии, газотермического напыления, физического осаждения в вакууме. Рассмотрены основные проблемы, возникающие при получении полуфабрикатов, и пути их решения.



9.
dx.doi.org/ 10.18577/2307-6046-2017-0-7-9-9
УДК 678.8:620.1
В. А. Большаков, В. И. Солодилов, Р. А. Корохин, С. В. Кондрашов, Ю. И. Меркулова, Т. П. Дьячкова
ИССЛЕДОВАНИЕ ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ, ИЗГОТОВЛЕННЫХ МЕТОДОМ ИНФУЗИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РАЗЛИЧНЫХ КОНЦЕНТРАТОВ НА ОСНОВЕ МОДИФИЦИРОВАННЫХ УНТ

В настоящее время в РФ детали из полимерных композиционных материалов (ПКМ) авиационного назначения изготавливают автоклавным методом. За рубежом используются в основном безрастворные технологии на расплавных связующих. Безавтоклавные методы формования, такие как инфузионные (пропитка под давлением и вакуумная пропитка), позволяют существенно снизить себестоимость изделий из ПКМ. Вакуумная пропитка представляет особый интерес, так как в этом случае не требуется применение сложного технологического оборудования. Для обеспечения работоспособности материала модификация его функционализованными углеродными нанотрубками представляет особый интерес.



10.
dx.doi.org/ 10.18577/2307-6046-2017-0-7-10-10
УДК 620.1:678.747.2
А. Г. Гуняева, Л. В. Черфас, О. А. Комарова, В. М. Куприенко
ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ НА МОЛНИЕСТОЙКОСТЬ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ И КОНСТРУКТИВНО-ПОДОБНЫХ ОБРАЗЦОВ, ВЫПОЛНЕННЫХ ИЗ УГЛЕПЛАСТИКА, С МОЛНИЕЗАЩИТНЫМ ПОКРЫТИЕМ

Полимерные композиционные материалы (ПКМ) находят свое применение в различных областях промышленности и техники. В авиационной промышлености использование новых и усовершенствованных материалов, таких как ПКМ, приводит к повышению эффективности летательных аппаратов, а именно – к снижению массы конструкции. Однако с увеличением применения ПКМ в конструкциях летательных аппаратов (ЛА) возник вопрос их защиты от накопления статического электричества и от воздействия молниевых разрядов в условиях грозового фронта при полете. В статье описаны процесс проведения испытаний экспериментальных и конструктивно-подобных образцов – фрагментов прототипа панели крыла из углепластика с разработанным во ФГУП «ВИАМ» молниезащитным покрытием (МЗП) марки ВКУ-53МЗ, порядок и методы проведения испытаний, дана оценка стойкости разработанного материала ВКУ-52МЗ к воздействию электрического разряда, имитирующего импульс тока молнии.



11.
dx.doi.org/ 10.18577/2307-6046-2017-0-7-11-11
УДК 678.747.2:620.19
А. С. Бойчук, В. Ю. Чертищев, И. А. Диков, А. С. Генералов
ОЦЕНКА ВОЗМОЖНОСТИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОРИСТОСТИ В УГЛЕПЛАСТИКЕ УЛЬТРАЗВУКОВЫМ ТЕНЕВЫМ МЕТОДОМ

В настоящее время полимерные композиционные материалы, в особенности углепластики, широко используются в конструкциях авиационной техники. Одной из сложностей, с которой сталкиваются изготовители деталей и конструкций из углепластиков, является определение пористости в них без разрушения по всей площади изготавливаемых деталей. В данной работе для решения этой задачи приводятся результаты опробования ультразвукового теневого метода неразрушающего контроля. Проведены исследования образцов из углепластика без пористости и с величиной объемной доли пористости 4–5%. Результаты исследований показали, что между величиной объемной доли пор и амплитудой прошедшего через углепластик ультразвукового сигнала, а также центральной частотой его амплитудно-частотного спектра существует корреляция. Следовательно, ультразвуковой теневой метод можно применить для оценки пористости в углепластике.



12.
dx.doi.org/ 10.18577/2307-6046-2017-0-7-12-12
УДК 699.81:66.018.4
С. Л. Барботько, О. С. Вольный, О. А. Кириенко, Е. Н. Шуркова
ПОСТРОЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ И РАСЧЕТ ТЕМПЕРАТУР ОБРАЗЦОВ ПРИ ИСПЫТАНИЯХ НА ОГНЕСТОЙКОСТЬ

Одними из важнейших характеристик в обеспечение пожаробезопасности авиационной техники являются огнестойкость и огненепроницаемость материалов и конструктивных элементов на их основе. Характеристики огнестойкости (кроме тепло- и термостойкости материала огнеблокирующей перегородки) определяются также величиной передаваемого теплового потока и температурой необогреваемой поверхности. Поскольку на эти характеристики влияют как свойства самого испытываемого материала, так и условия проведения испытания, требуется разработка математической модели, позволяющей оценивать влияние различных факторов на нормируемые характеристики. Построена математическая модель, описывающая теплопередачу от пламени на монолитную стенку и от стенки в окружающее пространство. Выполнены оценочные расчеты по влиянию различных факторов материала и условий окружающей среды на температурные характеристики образца огнепреграждающей перегородки.