строение (557054), страница 45
Текст из файла (страница 45)
Электрический пробой твердых диэлектриков сводится к нарушению упругих связей между зарядами, и по природе он является чисто электронным процессом. Основными определякхцими факторами электрической прочности твердых диэлектриков являются однородность, плотность упаковки молекул, теплостойкость. Значение Е,р для различных неметаллических материалов в твердом состоянии характеризуются для однородных плотных пленочных диэлектриков или елоистых пластиков, таких как стекло, пропитанная бумага, слюда, органические пленки (полистирол, триацетат целлюлозы, лавсан величиной 100 ...
ЗООМВ/м). Для неоднородных по структуре диэлектриков с закрытыми или тонкими сообщающимися между собой капиллярами, таких как керамика, пластмассы с наполнителем (фенопласт, аминопласт, микалекс) Е,р — †... 80 МВ/м. Для диэлектриков с открытыми крупными порами типа мрамора, непропитанной кабельной бумаги, термокерамик Е„з = 2...
10 МВ/м. Часть Ц МАТЕРИАЛЫ АВИАЦИОННОЙ ТЕХНИКИ Раздел третий КОНСТРУКЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ Глава 6 МАТЕРИАЛЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В ИНТЕРВАЛЕ 20... 000 'С Теоретически летно-технические характеристики самолета можно повысить, улучшая характеристики двигателя, его конструкцию или свойства применяемого материала. В настоящее время конструкции двигателя и планера почти близки к оптимальным, оставляя большой простор для повышения характеристик материала, как средства повышения общих летно-технических данных. С развитием самолетостроения авиационная металлургия расширила номенклатуру выпускаемых конструкционных сплавов.
Повышенные требования к легким авиационным материалам, к эксплуатационным свойствам, жесткие требования к изделиям по допускам (минимальные припуски на обработку) — все это обусловило быстрое развитие техники и технологии производства легких сплавов. К конструкционным легким сплавам, применяемым в технике летательных аппаратов, относятся сплавы на основе металлов, плотность которых ниже плотности железа.
Это алюминиевые, бериллиевые, магниевые и титановые сплавы, а также неметаллические материалы. Ведутся работы над рядом новых сплавов, которые будут конкурировать с композиционными материалами (эпоксидными графитопластиками) по весу и с титановыми сплавами по жаропрочности. Это — алюминий-литиевые сплавы, деформируемые полуфабрикаты, полученные способами порошковой металлургии, композиционные материалы с металлической матрицей, многослойные материалы, сверхпластичные сплавы. Наибольшее внимание уделяют развитию алюминий-литиевых сплавов, содержащих 2...
3 '/е лития, который снижает плотность сплавов на 7... 10 е/е. По сравнению с эпоксидными графитопластиками эти сплавы вдвое меньше снижают вес конструкции, но зато стоимость конструкции удешевляется в 10 раз. Кроме того, алюминий-литиевые сплавы заменят в самолетах будущего современные алюминиевые сплавы, не требуя новых способов механической обработки, сборки и специального оборудования. Порошковой металлургией можно получать новые сплавы.
Например, это сплавы системы А1 — Ве — 1.1, имеющие малую плотность и прочность, приближающуюся к углеродному волокну; это высокотемпературные дисперсноупрочняемые алюминиевые сплавы 1нн системы А! — Ре — Се, пригодные для применения в сверхзвуковых самолетах и ракетах в диапазоне рабочих температур 175... 315 'С; это новые материалы, обладающие преимуществами композиционных сплавов и достоинствами алюминиевых. Один из таких материалов — слоистый алюминиевый сплав, состоящий из слоев связующей органической смолы, армированной волокнами арамида с прослойками тонких листов алюминия. Сплав практически нечувствителен к усталости и снижает вес конструкции самолета на 30... 40 %.
Материалами будущего являются композиты с металлической матрицей, в которых высокопрочное волокно армирует алюминий или титан. Такой композит с алюминиевой матрицей может быть в три раза прочнее и в 2... 4 раза жестче, чем обычные сплавы. Перспективны алюминиевые сплавы, армированные карбидом кремния (61С), но они применяются ограниченно. Новое направление в производстве материалов, обеспечивающее большое снижение веса конструкций — материал, полученный адгезионным соединением нескольких тонких листов алюминия со слоями арамида — алюминиевый слоистый материал.
Этот материал при использовании листов из традиционных сплавов либо в сочетании с листами из литиевых сплавов низкой плотности может решить проблемы критической усталости конструкции при большом снижении ее веса. й 1. Сплавы на основе магния Обснне сведение Сплавы на основе магния обладают высокой удельной прочностью, хорошо поглощают механические вибрации. Магний — самый легкий из применяемых в настоящее время металлов, его плотность 1740 кгlме, температура плавления 651 'С. Сплавы на основе магния хорошо обрабатываются резанием и свариваются различными видами сварки, удовлетворительно работают при температурах до — 196 'С.
Прочность сварных швов деформируемых магниевых сплавов составляет 0,9 прочности основного металла, а сварные швы литейных сплавов из-за мелкозернистой структуры иногда даже прочнее основного металла. Вместе с тем, магниевые сплавы имеют ряд существенных недостатков. Они значительно уступают алюминию по пластичности, технологичности, характеризуются невысоким модулем упругости. Магниевые сплавы обладают низкой коррозионной стойкостью, они склонны и к наиболее опасному типу коррозии — коррозии под напряжением. В конструкциях из магниевых сплавов следует избегать таких форм деталей, при которых вода могла бы задерживаться в пазах, углах, проточках и т.
д. Для увеличения коррозионной стойкости конструкций недопустимы контакты магниевых сплавов со сталями, незащищенным алюминием и его сплавами, медью и медными сплавами, никелем и его сплавами. К до- стоинствам магния следует отнести малое снижение пластичности при понижении температуры. Ниже приведены механические свойства магния, определенные на прессованных прутках при низких рабочих температурах: 6 'С ........ +17 — 100 о„МПэ ....... 1ЗО 200 Ф, % . . . .. .
.. 10 — 253 210 в Вэанмолебствне магнии с легнруюв(имн элементами В качестве легирующих добавок в магниевых сплавах широко используются А!, уп и Мп, образующие с Мд ограниченные твердые растворы (рис. 119, а, 6). Изменение растворимости легирукнцих элементов в магнии с изменением температуры позволяет применять для повышения прочности сплавов магния закалку с последующим старением. Добавки А! и Еп в количестве 1О ... 1! и 4 ... 5 %, соответственно, кроме твердых растворов образуют с магнием и интерметаллическяе соединения МясА!э, МдХпэ и Мйс2пэА1. (оп Причем, относительное удлинение магния для всех температур составляло 5 % (6 = 5 %). Деформируемые магниевые сплавы подвергаются прокатке, прессованию, ковке и штамповке.
Из них получают разнообразные полуфабрикаты в виде прессованных полос, прутков, труб, катаных плит и листов, поковок и штамповок. Литейные магниевые сплавы применяют для изготовления фасонного литья. Оптовая цена на магниевые сплавы в настоящее время составляет 980... 1200 руб. за тонну (обычные сплавы) и 3560 руб.
за тонну сплавов, легированных цирконием и неодимом. Хорошая обрабатываемость магниевых сплавов всеми видами механической обработки резанием, штамповкой, прокаткой и др. создает достаточно высокий по сравнению с другими легкими сплавами, коэффициент использования материала, который наиболее высок у сплавов литейной группы. Магний кристаллизуется, образуя решетку Г12 с параметрами а = 0,32 нм, с = 0,51 нм и с соотношением осей с/а = 1,62354. Упругие характеристики магния невелики и составляют 45 ГПа (модуль Юнга) и 17 ГПа (модуль сдвига), причем, удельная жесткость магния почти такая же, как у алюминия. Прочностные свойства магния при комнатной температуре (О.
ж 180 МПа) выше, чем у алюминия (ои ж 70 МПа). Низкие механические свойства чистого магния исключают его применение как конструкционного материала. Однако легированием и термической обработкой эти свойства значительно улучшаются. Наличие гексагональной кристаллической решетки приводит к значительной анизотропии свойств магниевых сплавов. Это цроявляется в замедлении процессов диффузии, что связано с длительным нагревом при термообработке и с снижением технологической пластичности при обработке давлением. тор М2 т) Гр Л) М И2 Е о гс сэ г(х) )(1, % гл,% Рис. !(Э.дннгрнммм состонин» сносном Ма — А! (и) н МН-Ен (б) В магниевых сплавах А! и 2п главные упрочнители и применяются глав- ел)'е(ге.
ным образом для повышения коррозионной стойкости я измельчения ж зерна. Некоторые легирующие элементы вводятся в магниевые сплавы и-)) в малых количествах, но их добавки являются необходимыми. Так Ве, Са, Се, 1а являясь сильными раскисли- гбс гелями, уменьшают склонность маг- нс бг ге е() и) а) ниевых сплавов к воспламенению при ь(г% (ее массе) разливке. Элементы Се, Ег, Т!), Хд ри, гэ ПОВЫШашт ТЕПЛОПрОЧНОСТЬ МаГНИЕВЫХ систсмм МН вЂ” Ь) сплавов.
В настоящее время создана новая группа магниевых сплавов, легированных 1л в количествах до 12 % и содержащих значительное количество других легирующих элементов. На рис. 120 показана диаграмма состояния сплавов системы Мд — 1л. Сплавы системы (см. рис. 120) делятся на три группы: с а-структурой (до 5,7 % 1л), (а + р)-структурой (от 5,7 до 10,4 % 1л), р-структурой (» 10,4 % 1л), где а-твердый раствор 1л в Мц, а !)-твердый раствор Мя в 1л.
Сплавы имеют повышенные значения модуля упругости и пластичности. Необходимые механические свойства магниевых сплавов достигаются не только легированием твердых растворов, но и формированием,оптимальных многофазных структур (с присутствием интерметаллидов), а также термической обработкой, деформацией и термомеханической обработкой. Термнческан обработка магниевых сплавов Для повышения технологической пластичности при горячей обработке давлением магниевые сплавы подвергают гомогенизирующему отжигу, поскольку при литье магниевых сплавов в процессе кристаллизации происходит ликвация легирующих элементов, по- г г Классификаций магииевый силаввв й и й О О.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
