ВАРИАНТ 21 1 Отдельные нагруженные детали самолетов например

ВАРИАНТ 21
1. Отдельные нагруженные детали самолетов, например, тяги управления, изготовляют из легкого сплава с пределом прочности не ниже 400–450 МПа. Привести состав и плотность сплава, а также режим термической обработки и указать структуру и механические свойства после каждой операции термической обработки. Указать способы повышения коррозионной стойкости деталей из этого сплава. Отдельные высоконагруженные детали самолетов можно изготовить также из сплава, имеющего плотность 4,5 кг/см3, предел текучести 750 МПа и обладающего очень высокой стойкостью против коррозии (в частности, в морской воде). Указать сплав, соответствующий этим повышенным требованиям. Описать общее назначение сплавов, способ маркировки, выбранные режимы термической обработки и их влияние на механические свойства и структуру сплавов, дать определение рассматриваемым механическим свойствам.
Тяги управления самолетов изготавливают из дюралюминия, например, сплава Д16. Сплав Д16 (дюралюминий, дюраль) – это алюминиевый деформируемый сплав. Он характеризуется хорошим сочетанием прочности и пластичности. Плотность: 2,8 г/см3. Химический состав сплава приведен в таблице 1.
Таблица 1
Химический состав сплава Д16, %
Fe
Si
Mn
Ni
Ti
Al
Cu
Mg
Zn
до 0,5 до 0,5 0,3 – 0,9 до 0,1 до 0,1 90,8 – 94,7 3,8 – 4,9 1,2 – 1,8 до 0,3

Термическая обработка дюралюминия состоит из закалки при температуре 490…510°С с охлаждением в воде, температура которой не превышает 40°С. После закалки структура состоит из пересыщенного α-твердого раствора и нерастворимых фаз. После закалки сплав подвергают старению, что обеспечивает получение высоких прочности и твёрдости. Старение может быть естественное (при комнатной температуре в течение 5-7 суток) или искусственное (t=150-180°С в течение 2-4 часов).
Упрочнение дуралюминов Д16 при старении достигается в результате образования атомных скоплений (зон Гинье-Престона) сложного состава или упрочняющих фаз, в состав которых входят Cu и Mg. Именно поэтому медь и магний в дуралюминах является главными легирующими компонентами, определяющими природу сплава. В упрочнении сплавов зоны Гинье-Престона играют решающую роль: чем устойчивее зоны, тем стабильнее свойства сплава.
При одинаковой прочности естественно состаренные дюралюмины имеют преимущество в пластичности и коррозионной стойкости, а искусственно состаренные – в пределе текучести. Искусственное старение применяется очень редко, поскольку они приобретают кроме низкой пластичности чувствительность к концентрации напряжений.
Механические свойства сплава приведены в таблице 2.
Таблица 2
Механические свойства сплава Д16
Модуль упругости первого рода Е, ГПа Временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении) σВ, МПа Предел текучести условный σ0,2, МПа Относительное удлинение после разрыва δ, %
72 460 360 12

Сплав Д16 удовлетворительно сваривается, обладает высокими пластическими характеристиками и жаропрочностью. При сварке термически упрочняемых сплавов сварной шов и околошовная зона значительно ослабляются, отчего снижается коррозионная стойкость. Поэтому сплавы этой группы относятся к несвариваемым.
Дюралюмины обладают пониженной коррозионной стойкостью во влажном воздухе, речной и морской воде. Для защиты от коррозии изделия из сплава подвергают анодной поляризации. Этот процесс проводится в 10%-ном водном растворе серной кислоты, где анодом служит изделие из дюралюмина, катодом – свинцовые пластины. Выделяющийся на аноде кислород образует на поверхности дюралюмина тонкую оксидную пленку, предохраняющую сплав от коррозии.

Рисунок 1. Микроструктура сплава ВТ5
Для изготовления высоконагруженных деталей самолетов, обладающих заданными свойствами, возможно использование титанового сплава ВТ5 (титановый деформируемый сплав). Аббревиатурой «ВТ» обозначается группа титановых сплавов, изготовленных на базе Всероссийского института авиационных материалов (ВИАМ). Сплав ВТ5 – титановый сплав с однофазной α-структурой – твердым раствором легирующих элементов (алюминия) в α-титане (рисунок 1). Химический состав сплава представлен в таблице 3.
Таблица 3
Химический состав сплава ВТ5, %
Fe
C Si
N Ti
Al
Zr
O H Примесей
до 0,3 до 0,1 до 0,15 до 0,05 92,385 – 95,7 4,3 – 6,2 до 0,3 до 0,2 до 0,015 прочих 0,3

Этот сплав хорошо обрабатывается давлением в горячем состоянии и сваривается, обладает высокой сопротивляемости коррозии. Выбранный сплав предназначен для изготовления деталей, работающих при температурах до 400°С.
Сплав не подвергают упрочняющей термообработке, а проводят только отжиг при температуре 740…760°С с выдержкой от 15 минут до 3 часов. Отжиг заключается в нагреве до определенной температуры, выдержке и потом охлаждении на воздухе. Отжиг способствует снятию внутренних напряжений, возникающих при механической обработке.

2. Выбрать материал для электрической изоляции провода с рабочей температурой до 100°С в условиях высокой влажности и с электрической прочностью не менее 140 МВ/м. Описать способ изготовления, общее назначение материала, способ маркировки, механические и электрические свойства. Дать определение рассматриваемым механическим и электрическим свойствам.
Полиуретаны одни из самых перспективных полимеров. Среди них ведущее место (до 90%) от всех видов полиуретановых материалов занимают пенополиуретаны – вспененные пластмассы. Вспененными пластмассами называют пластические массы, наполненные воздухом или другим газом. Они находят применение в различных сферах деятельности.
Полиуретаны составляют довольно большой класс полимеров с обязательным содержанием уретановых групп NHCOO, отличительные характеристики которых заключаются в химическом составе, строении цепи и отдельных качествах.
Исходным сырьем для получения пенополиуретанов служат жидкие продукты разной степени вязкости, при смешении которых в определенном соотношении происходит химическая реакция синтеза полимера с одновременным его вспениванием.
Пенополиуретан можно получить из жидких веществ, вступающих в реакцию поликонденсации (т.е. взаимодействие полимеров, в ходе которых образуются конечные продукты, такие как вода или спирт) полиизоцианатов с полиолами (сложные полиэфиры класса полиспиртов). Вместо полиолов в процессе могут участвовать триолы, гликоли, простые и сложные полиэфиры и увеличивающие активность вещества (активаторы). Смешивание компонентов приводит к возникновению экзотермической реакции, в ходе которой выделяется тепло, отчего вещество пенится и постепенно затвердевает.
Пенополиуретаны легкие и прочные материалы, обладающие структурой подобной застывшей пене. Пенополиурентаны обладают самым низким коэффициентом теплопроводности (способность проводить тепло) (0,025Вт/м2·°С), высокими гидроизолирующими (способность не пропускать воду) свойствами (до 95% закрытых пор), широким диапозоном плотности (от 40 до 200кг/м3). Этот материал химически нейтрален к кислотным и щелочным средам и может служить антикоррозийной защитой металла. Должен быть защищен от прямых солнечных лучей бумагой, краской или фольгой. Предел прочности при сжатии: от 0,15 до 0,4 МПа, предел прочности при изгибе: от 0,2 до 0,4 МПа, водопоглощение за 24 ч по объему: от 1 до 3 %.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

двадцать + 17 =

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Adblock detector