строение (557054), страница 48
Текст из файла (страница 48)
рос По зарубежным данным, для деталей искусственных спутников Земли, работащих на сжатие, применяют сплав 69 % Ве + 31 % А1, у которого о, = 550 МПа, 6 = 4,5 '.е и Е = 214 ГПа. Соединение деталей из этого сплава выполняют клепкой, пайкой, склеиванием, диффузионной точечной сваркой.
Введение в систему Ве — А1 элементов„ растворимых в бериллиевой фазе, увеличивает различие в свойствах фаз и ухудшает комплекс свойств сплава. Легирующие элементы, растворяемые в алюминиевой фазе, повышают ее прочность, уменьшают разнородность фаз и улучшают свойства сплава. Для этого и легируют сплавы системы Ве — А1 третьим элементом — магнием, который растворяется в алюминии и при концентрациях, не превышающих его предельную растворимость, существенно улучшат свойства сплавов. Растворимость магния в алюминиевой фазе уменьшается с увеличением содержания бериллия, поэтому при низком содержании бериллия вводят ббльшее количество магния. В сплавах с высоким содержанием бериллия (90 %) содержание магния не превышает 0,5...
1 %. Значительный эффект упрочнения при одновременном повышении пластичности наблюдается в сплавах с содержанием бериллия до 70 % (рис. 125). По сравнению с двойными сплавами в сплавах Ве — А1 — Мя модуль упругости повышается на 10... 12 %, хотя у магния он значительно ниже, чем у алюминия. Сплавы системы Ве — А! — Ми по праву относят к высокопрочным и высокомодульным сплавам. При содержании бериллия ) 70 % резко снижается пластичность, так как количество пластичной алюминиевой фазы недостаточно, и она перестает оказывать пластифицирующее действие.
Поэтому сплавы с содержанием бериллия ) 70 % не представляют практического интереса. Тройные сплавы получают сплавлением, в отличие от двойных, получаемых из порошков. Слитки тройных сплавов подвергают обработке давлением, поставляются сплавы в виде деформированного или отожженного полуфабриката, они хорошо свариваются. Сц, Ь)1, Ге, образуя с бериллием ограниченные твердые растворы, упрочняют его, однако при этом существенно снижается технологическая пластичность.
Жироирочно(е и коррозионностойкие бериллиевьее сплава. К сплавам с повышенной жаропрочностью и коррозионной стойкостью в средах СОе н водяного пара относятся сплавы бериллия с 0,25... 0,95 % Са. Дополнительное легирование Ег, ХЬ, Ч и Т! повышает их прочность. Для повышения жаропрочности в бериллий вводят примерно 0,5 % %. Наибольшей жаропрочностью обладают сплавы системы Ве — ВеО, получаемые методом порошковой металлургии, в которых содержание ВеО достигает 4 'е.
Эти сплавы удовлетворительно работают в напряженном состоянии до 450... 480 'С. Введение ВеО в сплав усиливает эффект торможения движения дислокаций и повышает длительную прочность. Так, например, для сплава Ве + 1 % ВеО о3 = 20 МПа. Увеличение содержания ВеО до 3 % вдвое повышает значение предела длительной прочности. До очень высоких температур сохраняют достаточную прочность бериллиды — это группа интерметаллидных соединений бериллия с Та, Хг, Н1 и другими тугоплавкими элементами. Соединения обладают высокой температурой плавления (ж 2000 'С), относительно малой плотностью (2700 ...
5000 кг/м»), модуль упругости их имеет значения Е = 300... 350 ГПа. Так, например, у бериллида тантала (ТаВем) 1, = 1988 'С, а у бериллида циркония (ХгВегг) 1 = 1982 'С. Рабочие температуры бериллидов на 40... 50 % выше, чем у сплавов никеля. Они обладают высокой твердостью, стойкостью против окисления и при г' = !650 'С могут работать и течение 10 ч. К недостаткам бериллидов относится их крайне низкая пластичность. Из бериллидов получают различные мелкие изделия и детали типа профилей, прутков, труб.
Детали из бериллидов изгогавливаюг горячим прессованием порошков, холодным прессованием и спеканием, точным литьем по выплавляемым моделям. Прииеиеиие бериллов и его сплавов Ракетная техника — основной потребитель листового бериллия, Из него изготовляют панели обшивки, лонжероны, конусы, различные конструкции сложной конфигурации. Высокая замедляющая способность, малое сечение поглощения нейтронов, большое сечение их рассеяния и достаточная стойкость в условиях облучения делают бериллий незаменимым материалом для замедлителей и отражателей нейтронов в атомной технике.
Бериллий и бериллиды используют в системах управления и наведения ракет, в гироскопах. Более 90 % выпускаемых гироскопов высшего класса изготавливают из бериллия. Конструкция гироскопа должна быть предельно жесткой и размерно стабильной. Низкая плотность в сочетании с высоким модулем упругости, размерная стабильность, высокая теплопроводность, совпадение коэффициента линейного расширения бериллия и стали делают бериллий одним из лучших материалов гиростроения. Бериллий, как конструкционный материал, перспективен для авиационной и ракетной техники. Особенно выгодно применение бериллия в конструкциях самолетов со скоростями полета 2 ...
3 д4, экономия в массе может достигать 30 ... 40 % . Из-за низкой пластичности он рекомендуется для деталей самолетов, работающих в условиях сжимающих напряжений. Пригоден в ряде случаев бериллий и для деталей рак гателей, в том числе камер сгорания и сопел, бла даря теплопроводности и теплоемкости сопло из него не разрушается при рабочей температуре до 3000 'С. Высокая удельная жесткость бериллия позволяет снизить массу конструкций, имеющих высокую резонансную частоту собственных колебаний и относительно малую кучность вибраций при аэродинамическом возбуждении — это важное достоинство Ве, как материала для двигателестроения. Очень перспективно применение бериллия в зеркалах оптических приборов, используемых в космосе.
Бериллий, как материал зеркал космического назначения, обеспечивает им необходимые свойства — низкую плотность, высокую жесткость и прочность, необходимую для уменьшения массы зеркал, размерную конфигурационную и термическую стабильность, высокую отражательную способность. Так как отражательная поверхность зеркал может под действием собственной массы ухудшаться, необходимо, во избежании их утолщения применять высокомодульные материалы с малой плотностью, каким и является бериллий, Вес бериллиевых зеркал в 5 раз меньше, чем у зеркал, которые применяются для тех же целей на Земле. В космических кораблях и спутниках из бериллия изготавливают системы антенн, рули космических аппаратов, в космических кораблях «Аполлон» изготавливался командный отсек лунной кабины.
В космических аппаратах из бериллия выполняют крупногабаритные панели с солнечными батареями, теплозащитные экраны. Для изготовления антенн спутников, игл индикаторов точных приборов, а также для армирования композиционных материалов с алюминиевой, титановой и медной матрицей используют бериллневую проволоку, получению которой уделяется все большее внимание. По сравнению с композициями, армированными хрупкими волокнами бора, графитом или карбидом кремния, бериллиевые композиции обладают более высоким сопротивлением баллистическому удару, большей вязкостью и лучшей способностью к формоизменению при обработке давлением.
Проволока из бериллия высокой чистоты при температурах ( 200 К имеет электропроводность, близкую к электропроводности меди и алюминия и ее можно применять в качестве проводов в различных криогенных преобразователях. $3, Сплавы на основе алюминия Оби«ие свелеиви Алюминиевые сплавы были первыми из металлических конструкционных материалов, примененными в авиации. В настоящее время алюминиевые сплавы остаются важнейшими авиационными материалами и составляют до 80 % массы конструкции пассажирских и транспортных самолетов.
Мировое производство алюминия росло вместе с развитием авиации. В 1900 г. оно было (6 тыс. тонн, а сейчас только капиталистические страны производят по 8... 10 млн. тонн алюминия в год. По объему производства алюминий занимает второе место после железа и характеризуется невысокой стоимостью (оптовая цена порядка 1 руб/кг). Благодаря своим ценным свойствам (высоким удельным параметрам и технологичности) и широкой доступности алюминий и его сплавы находят применение почти во всех отраслях промышленности. Зарождение и развитие в СССР промышленного производства алюминия и его сплавов связано с именем академика А.
Ф. Белова, который внес большой вклад в теоретическое обоснование технологических процессов плавки, литья и обработки давлением на основе достижений металловедения и пластической деформации. Табл яца 7. ййехаинческне свойства листов на чистого алюминия марок АДОО, АДО, АД, АД1 и, Мпв, не менее Толщева ласта, мм Состоянне лнста б, м, не менее !...10 4... 1О 5... 10,5 Отожженный Нагартованный Горячекатаный 50 130 70 28 5 !5 Характеристики алюминия Алюминий — металл серебристо-белого цвета с малой плотностью 2700 кг/м' и невысокой температурой плавления 660 'С. Он кристаллизуется в гранецентрированной кубической решетке (К12) с параметром при 20 С равным 0,404 нм, не имеет полиморфных превращений, обладает высокими теплопроводностью, электропроводностью и пластичностью.
По чистоте первичный алюминий делится на три класса: особой чистоты А999 (99,999 % А1, а сумма всех примесей не более 0,001 %); высокой чистоты А995, А99, А97, А95 (99,995... 99,95 % А!) и технической чистоты А85, А8, А7, Аб, А5, АО (99,85... 99,0 % А!), В качестве постоянных примесей в алюминии присутствуют железо, кремний, медь, марганец, цинк и титан.
тйлюминий — химически активный металл, однако он обладает достаточной коррозионной стойкостью вследствие образования на поверхности плотной оксидной пленки А1,0,. Она очень хорошо сцепляется с металлом и малопроницаема для всех газов, Алюминий стоек в концентрированной азотной кислоте и некоторых органических кислотах, а также в контакте с пищевыми продуктами. Соляная, плавиковая и другие кислоты, а также щелочи разрушают алюминий. Чем чище алюминий„тем выше его коррозионная стойкость.
"1Нз технического алюминия (примеси ( 1,0 %) изготовляют листы, профили, проволоку, прутки и другие полуфабрикаты. Типичные механические свойства листов из технического алюминия приведены в табл. 7. Литейные свойства алюминия не высоки (усадка при затвердевании 6 %). Он хорошо обрабатывается давлением, сваривается газовой и контактной сваркой, но плохо обрабатывается резанием.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
