Архив журнала

Авиационные материалы и технологии №S, 2017

Страницы: 11-16

Е.Н. Каблов1

[1] Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов», admin@viam.ru

ПРЕДИСЛОВИЕ

DOI: 10.18577/2071-9140-2017-0-S-17-23

УДК: 669.018.44

Страницы: 17-23

О.Г. Оспенникова1

[1] Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов», admin@viam.ru

ИТОГИ РЕАЛИЗАЦИИ СТРАТЕГИЧЕСКИХ НАПРАВЛЕНИЙ ПО СОЗДАНИЮ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ ЖАРОПРОЧНЫХ ЛИТЕЙНЫХ И ДЕФОРМИРУЕМЫХ СПЛАВОВ И СТАЛЕЙ ЗА 2012-2016 гг

Рассмотрены основные достижения за последние пять лет научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, выполненных во ФГУП «ВИАМ» в 2012-2016 гг. в области создания нового поколения жаропрочных литейных и деформируемых сплавов и сталей. Работы выполнены в рамках реализации комплексных научных направлений: 3. «Компьютерные методы моделирования структуры и свойств материалов при их создании и работе в конструкции», 7. «Интерметаллидные материалы», 9. «Монокристаллические, жаропрочные суперсплавы, естественные композиты», 10. «Энергоэффективные, ресурсосберегающие и аддитивные технологии получения деталей, полуфабрикатов и конструкций» и 17. «Комплексная антикоррозионная защита, упрочняющие, износостойкие защитные и теплозащитные покрытия» («Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года»)

Ключевые слова: компьютерные методы моделирования, интерметаллидные материалы, монокристаллические, жаропрочные суперсплавы, естественные композиты, аддитивные технологии, упрочняющие, износостойкие защитные и теплозащитные покрытия, computer modeling methods, intermetallic materials, single-crystal, heat-resisting superalloys, natural composites, the additive technologies, hardening, wear-resistant protective and heat-protection coatings

Список литературы

  1. Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» // Авиационные материалы и технологии. 2015. №1 (34). С. 3-33. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33.
  2. Каблов Е.Н. Шестой технологический уклад // Наука и жизнь. 2010. №4. С. 2-7.
  3. Каблов Е.Н., Оспенникова О.Г., Ломберг Б.С. Стратегические направления развития конструкционных материалов и технологий их переработки для авиационных двигателей настоящего и будущего // Автоматическая сварка. 2013. №10. С. 23-32.
  4. Каблов Е.Н. Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 7-17.
  5. Каблов Е.Н. Авиационное материаловедение: итоги и перспективы // Вестник Российской академии наук. 2002. Т. 72. №1. С. 3-12.
  6. Каблов Е.Н. Без новых материалов - нет будущего // Металлург. 2013. №12. С. 4-8.
  7. Каблов Е.Н., Оспенникова О.Г., Вершков А.В. Редкие металлы и редкоземельные элементы - материалы современных и будущих высоких технологий // Авиационные материалы и технологии. 2013. №S2. С. 3-10.
  8. Каблов Е.Н. Материалы и технологии ВИАМ в конструкциях перспективных двигателей разработки ОАО «Авиадвигатель» // Пермские авиационные двигатели: информ. бюл. 2014. №31. С. 43-47.
  9. Евгенов А.Г., Лукина Е.А., Асланян И.Р. Структура и свойства сплавов на основе никеля, полученных методом СЛС // Аддитивные технологии: настоящее и будущее: матер. II Междунар. конфер. М.: ВИАМ, 2016. С. 1.
  10. Каблов Е.Н. Из чего сделать будущее? Материалы нового поколения, технологии их создания и переработки - основа инноваций // Крылья Родины. 2016. №5. С. 8-18.

DOI: 10.18577/2071-9140-2017-0-S-24-38

УДК: 669.018.44

Страницы: 24-38

Е.Н. Каблов1, Ю.А. Бондаренко1, А.Б. Ечин1

[1] Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов», admin@viam.ru

РАЗВИТИЕ ТЕХНОЛОГИИ НАПРАВЛЕННОЙ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ ЛИТЕЙНЫХ ВЫСОКОЖАРОПРОЧНЫХ СПЛАВОВ С ПЕРЕМЕННЫМ УПРАВЛЯЕМЫМ ТЕМПЕРАТУРНЫМ ГРАДИЕНТОМ

Показаны этапы развития процесса направленной кристаллизации лопаток ГТД из жаропрочных сплавов во ФГУП «ВИАМ». Представлено исследование условий направленной кристаллизации с переменным управляемым градиентом. Установлены факторы, влияющие на температурный градиент на фронте роста. Подтверждено положительное влияние температурного градиента на формирование однородной тонкодендритной структуры (l<200 мкм) с низкой пористостью (Vп<0,05%), уменьшение дендритной ликвации на рост прочностных характеристик жаропрочных сплавов. Приведены результаты исследований по направленной кристаллизации высокотемпературных эвтектических сплавов системы «ниобий-кремний». Работа выполнена в рамках реализации комплексного направления 9.5. «Направленная кристаллизация (с переменным управляемым градиентом) высокотемпературных жаропрочных сплавов» («Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года») [1] и направлена на создание концепта «Перспективный двигатель» с соотношением тяги к массе 20:1.

Ключевые слова: направленная кристаллизация, температурный градиент, никелевый монокристаллический жаропрочный сплав, естественно-композиционная структура, лопатки ГТД, упрочняющая y'-фаза, y/y'-эвтектика, дендритная ликвация, микропористость, кратковременная прочность, длительная прочность, directional solidification, temperature gradient, nickel single crystal superalloy, in-situ composite structure, engine blade, y'-reinforcing phase, y/y'-eutectic dendrite segregation, microporosity, short-term strength, long-term strength

Список литературы

  1. Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» // Авиационные материалы и технологии. 2015. №1 (34). С. 3-33. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33.
  2. Литые лопатки газотурбинных двигателей: сплавы, технологии, покрытия / под общ. ред. Е.Н. Каблова. 2-е изд. М.: Наука, 2006. 632 с.
  3. Бондаренко Ю.А., Каблов Е.Н., Панкратов В.А. Особенности получения рабочих лопаток малогабаритных ГТД из сплавов типа ВКЛС-20 // Авиационная промышленность. 1993. №2. С. 9-10.
  4. Бондаренко Ю.А., Каблов Е.Н., Морозова Г.И. Влияние высокоградиентной направленной кристаллизации на структуру и фазовый состав жаропрочного сплава типа RENE-N5 // МиТОМ. 1999. №2. С. 15-18.
  5. Бондаренко Ю.А., Каблов Е.Н. Направленная кристаллизация жаропрочных сплавов с повышенным температурным градиентом // МиТОМ. 2002. №7. С. 20-23.
  6. Бондаренко Ю.А. Перспективы технологии направленной кристаллизации крупногабаритных рабочих лопаток наземных газовых турбин // Материаловедение. 1998. №7. С. 21-25.
  7. Аристова Е.Ю., Белова Е.Н., Бондаренко Ю.А., Гинзбург С.С. и др. Самодиффузия никеля по внутренним поверхностям раздела в жаропрочном сплаве на основе сложнолегированного интерметаллида Ni3Al // Доклады Академии наук. Сер.: Металлы. 1996. №3. С. 113-120.
  8. Каблов Е.Н., Бондаренко Ю.А., Каблов Д.Е. Особенности структуры и жаропрочных свойств монокристаллов №001> высокорениевого никелевого жаропрочного сплава, полученного в условиях высокоградиентной направленной кристаллизации // Авиационные материалы и технологии. 2011. №4. С. 25-31.
  9. Каблов Е.Н., Бондаренко Ю.А., Ечин А.Б., Сурова В.А. Развитие процесса направленной кристаллизации лопаток ГТД из жаропрочных сплавов с монокристаллической и композиционной структурой // Авиационные материалы и технологии. 2012. №1 (22). С. 3-8.
  10. Бондаренко Ю.А., Ечин А.Б., Сурова В.А., Нарский А.Р. Влияние температурного градиента на структуру жаропрочного сплава при его направленной кристаллизации // Литейщик России. 2014. №5. С. 24-28.
  11. Ечин А.Б., Бондаренко Ю.А. Особенности структуры и свойства никелевого монокристаллического сплава, полученного в условиях переменного температурного градиента на фронте роста // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2015. №8. Ст. 01. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 14.10.2016). DOI: 10.18577/2307-6046-2015-0-8-1-1.
  12. Ечин А.Б., Бондаренко Ю.А., Битюцкая О.Н., Нарский А.Р. Влияние переменного температурного градиента на дисперсность структуры Re-содержащего сплава // Литейное производство. 2015. №10. С. 33-36.
  13. Ечин А.Б., Бондаренко Ю.А. Новая промышленная высокоградиентная установка направленной кристаллизации УВНС-6, ее характеристики и преимущества // Новости материаловедения. Наука и техника. 2014. №2. Ст. 06. URL: http://www.materialsnews.ru (дата обращения: 14.10.2016).
  14. Бондаренко Ю.А., Ечин А.Б., Сурова В.А., Колодяжный М.Ю., Нарский А.Р. Современные исследования в области технологии выплавки и направленной кристаллизации, обеспечивающие формирование естественно-композиционной структуры в высокожаропрочных сплавах на основе ниобий-кремния для деталей горячего тракта ГТД // Новости материаловедения. Наука и техника. 2015. №4. Ст. 01. URL: http://www.materialsnews.ru (дата обращения: 14.10.2016).
  15. Бондаренко Ю.А., Ечин А.Б., Колодяжный М.Ю. Особенности формирования естественно-композиционной структуры эвтектического сплава Nb-Si при направленной кристаллизации в жидкометаллическом охладителе // Электрометаллургия. 2016. №11. С. 2-8.

DOI: 10.18577/2071-9140-2017-0-S-39-54

УДК: 621.793

Страницы: 39-54

С.А. Мубояджян1, С.А. Будиновский1

[1] Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов», admin@viam.ru

ИОННО-ПЛАЗМЕННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ: ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ПРОЦЕССЫ, ПОКРЫТИЯ, ОБОРУДОВАНИЕ

Рассмотрены направления развития авиационного двигателестроения и показано, что создание перспективных ГТД возможно при использовании конструкционных материалов, защитных и упрочняющих покрытий с повышенными характеристиками и новых прогрессивных ионно-плазменных технологий, а также оборудования для их получения. Приведены некоторые характеристики вновь созданных защитных, теплозащитных, упрочняющих, износостойких и демпфирующих покрытий для деталей авиационных ГТД.

Ключевые слова: жаропрочные рений- и рений-рутенийсодержащие сплавы, теплозащитное покрытие, эрозионностойкое покрытие, покрытие для защиты от фреттинг-износа, износостойкое покрытие, демпфирующее покрытие, heat-resistant rhenium- and rhenium-ruthenium-containing alloys, thermal barrier coating, erosion-resistant coating, fretting-wear resistant coating, wear-resistant coating, a damping coating

Список литературы

  1. Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» // Авиационные материалы и технологии. 2015. №1 (34). С. 3-33. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33.
  2. Каблов Е.Н., Мубояджян С.А., Будиновский С.А., Луценко А.Н. Ионно-плазменные защитные покрытия для лопаток газотурбинных двигателей // Металлы. 2007. №5. С. 23-34.
  3. Оспенникова О.Г. Стратегия развития жаропрочных сплавов и сталей специального назначения, защитных и теплозащитных покрытий // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 19-36.
  4. Мубояджян С.А., Галоян А.Г. Диффузионные алюминидные покрытия для защиты поверхности внутренней полости монокристаллических лопаток турбин из рений и рений-рутенийсодержащих жаропрочных сплавов. Часть I // Металлы. 2012. №5. С. 1-9.
  5. Мубояджян С.А., Галоян А.Г. Диффузионные алюминидные покрытия для защиты поверхности внутренней полости монокристаллических лопаток турбин из рений и рений-рутенийсодержащих жаропрочных сплавов. Часть II // Металлы. 2013. №2. С. 46-54.
  6. Будиновский С.А., Мубояджян С.А., Гаямов А.М., Степанова С.В. Ионно-плазменные жаростойкие покрытия с композиционным барьерным слоем для защиты от окисления сплава ЖС36-ВИ // МиТОМ. 2011. №1. С. 34-40.
  7. Будиновский С.А., Мубояджян С.А., Гаямов А.М. Современное состояние и основные тенденции развития высокотемпературных теплозащитных покрытий для рабочих лопаток турбин авиационных ГТД // Авиационная промышленность. 2008. №4. С. 33-38.
  8. Каблов Е.Н., Мубояджян С.А. Теплозащитные покрытия для лопаток турбины высокого давления перспективных ГТД // Металлы. 2012. №1. С. 5-13.
  9. Мубояджян С.А., Александров Д.А., Горлов Д.С. Ионно-плазменные нанослойные эрозионностойкие покрытия на основе карбидов и нитридов металлов // Металлы. 2010. №5. С. 39-51.
  10. Мубояджян С.А. Эрозионностойкие покрытия из нитридов и карбидов металлов и их плазмохимический синтез // РХЖ. 2010. Т. 54. №1. С. 103-110.
  11. Мубояджян С.А. Эрозионностойкие покрытия для лопаток компрессора ГТД // Металлы. 2009. №3. С. 3-20.
  12. Каблов Е.Н., Мубояджян С.А., Луценко А.Н. Наноструктурные ионно-плазменные защитные и упрочняющие покрытия для лопаток газотурбинных двигателей // Вопросы материаловедения. 2008. №2. С. 175-186.
  13. Мубояджян С.А., Коннова В.И., Горлов Д.С., Александров Д.А. Исследование фреттингостойкости стали ЭП866Ш // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2015. №7. Ст. 01. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 23.09.2016). DOI: 10.18577/2307-6046-2015-0-7-1-1.
  14. Мубояджян С.А., Горлов Д.С., Егорова Л.П., Булавинцева Е.Е. Коррозионностойкое антифреттинговое покрытие для защиты замков лопаток компрессора и вентилятора ГТД // Металлы. 2014. №5. С. 52-60.
  15. Артеменко Н.И., Мубояджян С.А., Симонов В.Н., Александров Д.А. Оценка относительной износостойкости ионно-плазменных конденсированных покрытий на сплавах ВТ8 и ЭП742 // Новости материаловедения. Наука и техника: электрон. науч.-технич. журн. 2015. №3 (15). Ст. 09. URL: materialsnews.ru (дата обращения: 23.09.2016).
  16. Будиновский С.А., Матвеев П.В., Смирнов А.А. Исследование жаростойкости литейных жаропрочных никелевых сплавов в области температур 1000-1200°С // Авиационная промышленность. 2014. №2. С. 48-52. DOI: 10.18577/2071-9140-2014-0-2-48-52.
  17. Мубояджян С.А., Будиновский С.А., Гаямов А.М., Матвеев П.В. Высокотемпературные жаростойкие покрытия и жаростойкие слои для теплозащитных покрытий // Авиационные материалы и технологии. 2013. №1. С. 17-20.
  18. Будиновский С.А., Мубояджян С.А., Гаямов А.М., Матвеев П.В. Разработка ионно-плазменных жаростойких металлических слоев теплозащитных покрытий для охлаждаемых рабочих лопаток турбин // МиТОМ. 2013. №11. С. 16-21.
  19. Чубаров Д.А., Матвеев П.В. Новые керамические материалы для теплозащитных покрытий рабочих лопаток ГТД // Авиационные материалы и технологии. 2013. №4. С. 43-46.
  20. Матвеев П.В., Будиновский С.А. Исследование свойств защитных жаростойких покрытий для интерметаллидных никелевых сплавов типа ВКНА для рабочих температур до 1300°С // Авиационные материалы и технологии. 2014. №3. С. 22-26. DOI: 10.18577/2071-9140-2014-0-3-22-26
  21. Матвеев П.В., Будиновский С.А., Мубояджян С.А., Косьмин А.А. Защитные жаростойкие покрытия для сплавов на основе интерметаллидов никеля // Авиационные материалы и технологии. 2013. №2. С. 12-15.
  22. Будиновский С.А., Смирнов А.А., Матвеев П.В., Чубаров Д.А. Разработка теплозащитных покрытий для рабочих и сопловых лопаток турбины из жаропрочных и интерметаллидных сплавов // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2015. №4. Ст. 05. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 23.09.2016). DOI: 10.18577/2307-6046-2015-0-4-5-5.
  23. Смирнов А.А., Будиновский С.А., Матвеев П.В., Чубаров Д.А. Разработка теплозащитных покрытий для лопаток ТВД из никелевых монокристаллических сплавов ВЖМ4, ВЖМ5У // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2016. №1. Ст. 03. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 23.09.2016). DOI: 10.18577/2307-6046-2016-0-1-3-3.
  24. Чубаров Д.А., Будиновский С.А. Выбор керамического материала для теплозащитных покрытий лопаток авиационных турбин на рабочие температуры до 1400°С // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2015. №4. Ст. 07. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 23.09.2016). DOI: 10.18577/2307-6046-2015-0-4-7-7.
  25. Мубояджян С.А., Александров Д.А., Коннова В.И. Методика испытаний на относительную эрозионную стойкость твердых покрытий ответственных деталей компрессора ГТД // Все материалы. Энциклопедический справочник. 2014. №4. С. 7-18.
  26. Шорр Б.Ф., Серебряков Н.Н. Расчетно-экспериментальный анализ амплитудно-зависимых характеристик демпфирования в деталях и материалах // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2011. №3. С. 91-99.
  27. Муравченко Ф.М., Шереметьев А.В. Актуальные проблемы динамики, прочности и надежности современных авиадвигателей // Вибрации в технике и технологиях. 2001. №4 (20). С. 2-5.
  28. Ивченко Д.В., Штанько П.К., Исаев Н.В., Павлов И.Ю. Эрозионная прочность деталей газовоздушного тракта вертолетных газотурбинных двигателей при эксплуатации в условиях запыленности воздуха. Современное состояние проблемы и возможный путь ее решения // Авиационно-космическая техника и технология. 2004. №7 (15). С. 135-139.
  29. Щепилов А.В., Мубояджян С.А., Горлов Д.С., Коннова В.И. Исследование влияния ионно-плазменных покрытий на демпфирующую способность композиции «сплав-покрытие» при испытаниях на вибродинамическом стенде // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2015. №4. Ст. 08. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 23.09.2016). DOI: 10.18577/2307-6046-2015-0-4-8-8.

DOI: 10.18577/2071-9140-2017-0-S-55-71

УДК: 669.018.44:669.245

Страницы: 55-71

Е.Н. Каблов1, В.В. Сидоров1, Д.Е. Каблов1, П.Г. Мин1

[1] Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов», admin@viam.ru

МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ВЫСОКОГО КАЧЕСТВА МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ЖАРОПРОЧНЫХНИКЕЛЕВЫХ СПЛАВОВ

Для получения бездефектных монокристаллических отливок из высокожаропрочных сплавов необходимо обеспечить в них ультранизкий уровень таких примесных элементов, как сера, фосфор, кислород, азот, углерод, цветные металлы. В результате проведенных термодинамических расчетов и выполненных научно-исследовательских работ определены условия эффективного удаления из расплава указанных примесей различными способами: управлением температурой и продолжительностью рафинирования расплава, введением высокоактивных добавок РЗМ, применением пенокерамических фильтров для осаждения соединений примесей с рафинирующими добавками. В результате получены монокристаллы с ультранизким содержанием азота (<0,001%), кислорода (<0,001%), серы (<0,0005%), фосфора (<0,005%), углерода (<0,005%), свинца (<0,00001%), с повышенными параметрами жаростойкости покрытия при 1150°С, малоцикловой усталости при 900°С и длительной прочности при 1000°С на базе 500-1000 ч. Работа выполнена в рамках реализации комплексного научного направления 10.1. «Ресурсосберегающие технологии выплавки перспективных литейных и деформируемых супержаропрочных сплавов с учетом переработки всех видов отходов» («Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года»)

Ключевые слова: жаропрочный сплав, примеси, длительная прочность, сера, фосфор, кислород, азот, рафинирование, heat-resistant alloy, impurities, stress rupture strength, sulfur, phosphorus, oxygen, nitrogen, refining

Список литературы

  1. Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» // Авиационные материалы и технологии. 2015. №1 (34). С. 3-33. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33.
  2. Каблов Е.Н., Оспенникова О.Г., Ломберг Б.С., Сидоров В.В. Приоритетные направления развития технологий производства жаропрочных материалов для авиационного двигателестроения // Проблемы черной металлургии и материаловедения. 2013. №3. С. 1-8.
  3. Каблов Е.Н., Ломберг Б.С., Оспенникова О.Г. Создание современных жаропрочных материалов и технологий их производства для авиационного двигателестроения // Крылья Родины. 2012. №3-4. С. 34-38.
  4. Каблов Е.Н., Петрушин Н.В., Бронфин М.Б., Алексеев А.А. Особенности монокристаллических жаропрочных никелевых сплавов, легированных рением // Металлы. 2006. №5. С. 47-57.
  5. Литые лопатки газотурбинных двигателей: сплавы, технологии, покрытия / под общ. ред. Е.Н. Каблова. 2-е изд. М.: Наука, 2006. 631 с.
  6. Мин П.Г., Сидоров В.В. Опыт переработки литейных отходов сплава ЖС32-ВИ на научно-производственном комплексе ВИАМ по изготовлению литых прутковых (шихтовых) заготовок // Авиационные материалы и технологии. 2013. №4. С. 20-25.
  7. Сидоров В.В., Ригин В.Е., Горюнов А.В., Мин П.Г. Опыт переработки в условиях ФГУП «ВИАМ» литейных отходов жаропрочных сплавов, образующихся на моторостроительных и ремонтных заводах // Металлург. 2014. №1. С. 86-90.
  8. Сидоров В.В., Ригин В.Е., Горюнов А.В., Мин П.Г. Инновационная технология производства жаропрочного сплава ЖС32-ВИ с учетом переработки всех видов отходов в условиях сертифицированного серийного производства ФГУП «ВИАМ» // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2014. №6. Ст. 01. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 03.10.2016). DOI: 10.18577/2307-6046-2014-0-6-1-1.
  9. Мин П.Г., Вадеев В.Е., Крамер В.В. Рафинирование некондиционных отходов деформируемых никелевых сплавов в вакуумной индукционной печи // Технология металлов. 2015. №4. С. 8-13.
  10. Оспенникова О.Г., Мин П.Г., Вадеев В.Е., Калицев В.А., Крамер В.В. Ресурсосберегающая технология переработки некондиционных отходов деформируемого сплава ВЖ175 для дисков ГТД // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2016. №2. Ст. 01. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 03.10.2016). DOI: 10.18577/2307-6046-2016-0-2-1-1.
  11. Мин П.Г., Вадеев В.Е., Крамер В.В. Ресурсосберегающая технология получения деформируемого никелевого жаропрочного сплава ВЖ175 с применением некондиционных отходов // Металлург. 2016. №9. С. 88-94.
  12. Мин П.Г., Вадеев В.Е., Калицев В.А., Крамер В.В. Ресурсосберегающая технология выплавки деформируемого сплава ВЖ175 с использованием некондиционных отходов // Современные жаропрочные деформируемые никелевые и интерметаллидные сплавы, методы их обработки: матер. конф. М.: ВИАМ, 2015. С. 9-14.
  13. Каблов Е.Н., Сидоров В.В., Каблов Д.Е., Мин П.Г., Ригин В.Е. Ресурсосберегающие технологии выплавки перспективных литейных и деформируемых супержаропрочных сплавов с учетом переработки всех видов отходов // Электрометаллургия. 2016. №9. С. 30-41.
  14. Мин П.Г., Горюнов А.В., Вадеев В.Е. Современные жаропрочные никелевые сплавы и эффективные ресурсосберегающие технологии их изготовления // Технология металлов. 2014. №8. С. 12-23.
  15. Сидоров В.В., Каблов Д.Е., Мин П.Г., Вадеев В.Е. Рафинирование сложнолегированного никелевого сплава ЖС32-ВИ от примеси кремния и фосфора путем однонаправленного затвердевания расплава при малых скоростях перемещения фронта кристаллизации // Технология металлов. 2016. №3. С. 2-7.
  16. Каблов Е.Н., Петрушин Н.В., Елютин Е.С. Монокристаллические жаропрочные сплавы для газотурбинных двигателей // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер.: Машиностроение. 2011. №SP2. С. 38-52.
  17. Каблов Д.Е., Сидоров В.В., Мин П.Г. Влияние примеси азота на структуру монокристаллов жаропрочного никелевого сплава ЖС30-ВИ и разработка эффективных способов его рафинирования // Авиационные материалы и технологии. 2012. №2. С. 32-36.
  18. Каблов Д.Е., Сидоров В.В., Герасимов В.В., Симонов В.Н., Мин П.Г. Исследование закономерностей поведения азота при получении монокристаллов жаропрочного никелевого сплава ЖС30-ВИ // Наука и образование: электронное научно-техническое издание. 2012. №4. Ст. 12-12. URL: http://technomag.edu.ru (дата обращения: 04.10.2016).
  19. Каблов Д.Е., Чабина Е.Б., Сидоров В.В., Мин П.Г. Исследование влияния азота на структуру и свойства монокристаллов из литейного жаропрочного сплава ЖС30-ВИ // МиТОМ. 2013. №8. С. 3-7.
  20. Каблов Д.Е., Сидоров В.В., Мин П.Г. Закономерности поведения азота при получении монокристаллов жаропрочного никелевого сплава ЖС30-ВИ и его влияние на эксплуатационные свойства // МиТОМ. 2014. №1. С. 8-12.
  21. Сидоров В.В., Мин П.Г. Рафинирование сложнолегированного никелевого расплава от примеси серы при плавке в вакуумной индукционной печи (часть 1) // Электрометаллургия. 2014. №3. С. 18-23.
  22. Сидоров В.В., Мин П.Г. Рафинирование сложнолегированного никелевого расплава от примеси серы при плавке в вакуумной индукционной печи (часть 2) // Электрометаллургия. 2014. №5. С. 26-30.
  23. Сидоров В.В., Мин П.Г., Фоломейкин Ю.И., Вадеев В.Е. Влияние скорости фильтрации сложнолегированного никелевого расплава через пенокерамический фильтр на содержание примеси серы в металле // Электрометаллургия. 2015. №5. С. 12-15.
  24. Сидоров В.В., Ригин В.Е., Мин П.Г., Фоломейкин Ю.И. Исследование процессов рафинирования в вакууме сложнолегированных никелевых расплавов от примеси серы // Металлы. 2015. №6. С. 37-43.
  25. Мин П.Г., Сидоров В.В., Каблов Д.Е., Вадеев В.Е. Исследование серы и фосфора в литейных жаропрочных никелевых сплавах и разработка эффективных способов их рафинирования // Технология металлов. 2015. №12. С. 2-9.
  26. Сидоров В.В., Мин П.Г., Бурцев В.Т., Каблов Д.Е., Вадеев В.Е. Компьютерное моделирование и экспериментальное исследование реакций рафинирования в вакууме сложнолегированных ренийсодержащих никелевых расплавов от примесей серы и кремния // Вестник РФФИ. 2015. №1 (85). С. 32-36.
  27. Каблов Д.Е., Мин П.Г., Сидоров В.В. Повышение свойств монокристаллов сплава ЖС36-ВИ путем рафинирования от примесей серы и фосфора при микролегировании лантаном // Матер. VIII Всерос. конф. по испытаниям и исследованиям свойств материалов «ТестМат-2016» / ВИАМ. М., 2016. URL: conf.viam.ru/conf/1901/proceedings (дата обращения: 28.11.2016).
  28. Каблов Д.Е., Сидоров В.В., Мин П.Г. Повышение эксплуатационных характеристик монокристаллов сплава ЖС36-ВИ путем его рафинирования от примеси серы // III Всерос. науч.-исслед. конф. «Роль фундаментальных исследований при реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года»: сб. тр. М.: ВИАМ, 2016. С. 13-18.
  29. Сидоров В.В., Ригин В.Е., Мин П.Г., Фоломейкин Ю.И., Тимофеева О.Б., Филонова Е.В., Исходжанова И.В. Влияние примесей на структуру и свойства высокожаропрочных литейных сплавов и разработка эффективных методов устранения их отрицательного влияния // Новости материаловедения. Наука и техника: электрон. науч.-технич. журн. 2014. №2. Ст. 03. URL: http://www.materialsnews.ru (дата обращения: 05.10.2016).
  30. Сидоров В.В., Ригин В.Е., Мин П.Г., Фоломейкин Ю.И. Влияние фосфора и кремния на структуру и свойства высокожаропрочных литейных сплавов и разработка эффективных методов устранения их отрицательного влияния // МиТОМ. 2015. №6. С. 55-60.
  31. Мин П.Г., Каблов Д.Е., Сидоров В.В., Вадеев В.Е. Закономерности поведения примесей при получении монокристаллических жаропрочных никелевых сплавов и разработка эффективных способов их рафинирования // Матер. VII конф. молодых специалистов «Перспективы развития металлургических технологий». М.: ЦНИИчермет им. И.П. Бардина, 2016. С. 36-37.
  32. Каблов Д.Е., Сидоров В.В., Мин П.Г., Герасимов В.В., Бондаренко Ю.А. Влияние примесей серы и фосфора на свойства монокристаллов жаропрочного сплава ЖС36-ВИ и разработка эффективных способов его рафинирования // Авиационные материалы и технологии. 2015. №3 (36). С. 3-9. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-3-3-9.
  33. Каблов Д.Е., Сидоров В.В., Мин П.Г., Вадеев В.Е. Влияние примесей и лантана на эксплуатационные свойства сплава ЖС36-ВИ // Металлургия машиностроения. 2015. №6. С. 19-23.
  34. Каблов Д.Е., Сидоров В.В., Мин П.Г., Пучков Ю.А. Влияние лантана на качество и эксплуатационные свойства монокристаллического жаропрочного никелевого сплава ЖС36-ВИ // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2015. №12. Ст. 02. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 04.10.2016). DOI: 10.18577/2307-6046-2015-0-12-2-2.
  35. Мин П.Г., Каблов Д.Е., Сидоров В.В., Вадеев В.Е. Влияние примесей на структуру и свойства монокристаллических жаропрочных литейных никелевых сплавов и разработка эффективного метода их рафинирования // Сб. тез. докл. Всеросс. науч.-технич. конф. «Авиадвигатели XXI века». М.: ЦИАМ им. П.И. Баранова, 2015. С. 662-664.
  36. Мин П.Г., Сидоров В.В., Каблов Д.Е., Ригин В.Е., Вадеев В.Е. Влияние примеси на структуру и механические свойства литейных никелевых жаропрочных сплавов и разработка эффективных способов их рафинирования // Перспективные направления развития авиадвигателестроения: сб. докл. науч.-техн. конф. «Климовские чтения-2015». СПб.: Скифия-принт, 2015. С. 275-283.
  37. Сидоров В.В., Ригин В.Е., Тимофеева О.Б., Мин П.Г. Влияние кремния и фосфора на жаропрочные свойства и структурно-фазовые превращения в монокристаллах из высокожаропрочного сплава ВЖМ4-ВИ // Авиационные материалы и технологии. 2013. №3. С. 32-38.
  38. Каблов Д.Е., Беляев М.С., Сидоров В.В., Мин П.Г. Влияние примесей серы и фосфора на малоцикловую усталость монокристаллов жаропрочного сплава ЖС36-ВИ // Авиационные материалы и технологии. 2015. №4 (37). С. 25-28. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-4-25-28.
  39. Каблов Д.Е., Сидоров В.В., Будиновский С.А., Мин П.Г. Влияние примеси серы на жаростойкость монокристаллов жаропрочного сплава ЖС36-ВИ с защитным покрытием // Авиационные материалы и технологии. 2016. №1 (40). С. 20-23. DOI: 10.18577/2071-9140-2016-0-1-20-23.
  40. Мин П.Г., Сидоров В.В., Будиновский С.А., Вадеев В.Е. Влияние серы на жаростойкость монокристаллов жаропрочного никелевого сплава системы Ni-Al-Co-Re-Ta-Mo-W-Ru-Cr // Материаловедение. 2016. №7. С. 9-12.

DOI: 10.18577/2071-9140-2017-0-S-72-103

УДК: 669.018.44:669.245

Страницы: 72-103

Н.В. Петрушин1, О.Г. Оспенникова1, И.Л. Светлов1

[1] Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов», admin@viam.ru

МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ ЖАРОПРОЧНЫЕ НИКЕЛЕВЫЕ СПЛАВЫ ДЛЯ ТУРБИННЫХ ЛОПАТОК ПЕРСПЕКТИВНЫХ ГТД

Представлен анализ современных монокристаллических жаропрочных никелевых сплавов первого-пятого поколений для турбинных лопаток ГТД, включая их химический состав, структурно-фазовые характеристики и механические свойства. Определены температурно-ориентационные зависимости модуля упругости, предела прочности, предела текучести, пластичности, длительной прочности, малоцикловой и многоцикловой усталости монокристаллов с кристаллографическими ориентациями <001>, <011>, <111> из перспективных жаропрочных никелевых сплавов: рений-рутенийсодержащего сплава 5-го поколения ВЖМ8, ренийсодержащего сплава третьего поколения с низкой плотностью ВЖМ7 и интерметаллидного сплава ВИН3. Изучено влияние горячего изостатического прессования на механические свойства литейных жаропрочных никелевых сплавов. Обозначены перспективные пути повышения эффективности воздушного охлаждения турбинных лопаток и разработки in situ композитов на основе ниобия, упрочненных силицидами ниобия.

Ключевые слова: монокристаллические жаропрочные никелевые сплавы, химический состав, рений, рутений, микроструктура, модуль упругости, предел прочности, предел текучести, пластичность, длительная прочность, малоцикловая усталость, многоцикловая усталость, анизотропия свойств монокристаллов, горячее изостатическое прессование (ГИП), single crystal nickel-based superalloys, chemical composition, rhenium, ruthenium, microstructure, modulus of elasticity, ultimate strength, yield strength, plasticity, long-term strength, low-cycle fatigue, high-cycle fatigue, anisotropy of properties of single crystals, hot isostatic pressing (HIP)

Список литературы

  1. Ножницкий Ю.А., Голубовский Е.Р. Обеспечение прочностной надежности монокристаллических рабочих лопаток высокотемпературных турбин перспективных ГТД // Научные идеи С.Т. Кишкина и современное материаловедение: тр. Междунар. науч.-технич. конф. М.: ВИАМ, 2006. С. 65-71.
  2. Harada H. Development of Superalloys for 1700°C ultra-efficient gas turbines // Proc. 9th Liege Conf. «Materials for Advanced Power Engineering 2010». Belgium: University of Liège, 2010. P. 604-614.
  3. Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» // Авиационные материалы и технологии. 2015. №1 (34). С. 3-33. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33.
  4. Walston S., Cetel A., MacKay R. et al. Joint development of a fourth generation single crystal superalloy // Superalloys 2004. Pennsylvania: Minerals, Metals & Materials Society, 2004. P. 15-24.
  5. Koizumi Y., Kobayashi T., Yokokawa T. et al. Development of next-generation Ni-base single crystal superalloys // Ibid. P. 35-43.
  6. Fifth generation nickel base single crystal superalloy // TMS-196. Tokyo (Japan): NIMS and IHI, 2006. 4 p. URL: http://www.sakimori.nims.go.jp (дата обращения: 21.12.2011).
  7. Каблов Е.Н., Петрушин Н.В., Светлов И.Л. Компьютерное конструирование жаропрочного никелевого сплава IV поколения для монокристаллических лопаток газовых турбин // Литейные жаропрочные сплавы. Эффект С.Т. Кишкина. М.: Наука, 2006. С. 98-115.
  8. Каблов Е.Н., Петрушин Н.В. Светлов И.Л., Демонис И.М. Литейные жаропрочные никелевые сплавы для перспективных авиационных ГТД // Технология легких сплавов. 2007. №2. С. 6-16.
  9. Sato A., Harada H., Yeh An-C. et al. A 5th generation SC superalloy with balanced high temperature properties and processability // Superalloys 2008. Pennsylvania: Minerals, Metals & Materials Society, 2008. P. 131-138.
  10. Каблов Е.Н., Петрушин Н.В., Светлов И.Л., Демонис И.М. Никелевые литейные жаропрочные сплавы нового поколения // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 36-52.
  11. Петрушин Н.В., Светлов И.Л., Оспенникова О.Г.: 1) Литейные жаропрочные никелевые сплавы // Все материалы. Энциклопедический справочник. 2012. №5. С. 15-19; 2) Литейные жаропрочные никелевые сплавы // Все материалы. Энциклопедический справочник. 2012. №6. С. 16-21.
  12. Kawagishi K., Yeh An-C., Yokokawa T., Kobayashi T., Koizumi Y., Harada H. Development of an oxidation-resistant high-strength sixth-generation single-crystal superalloy TMS-238 // Superalloys 2012. Pennsylvania: Minerals, Metals & Materials Society, 2012. P. 189-195.
  13. Yokokawa T., Harada H., Mori Y., Kawagishi K. et al. Design of nest generation Ni-base single-crystal superalloy containing Ir: towards 1150 ºC temperature capability // Superalloys 2016. Pennsylvania: Minerals, Metals & Materials Society, 2016. P. 123-130.
  14. Каблов Е.Н., Мубояджян С.А. Жаростойкие и теплозащитные покрытия для лопаток турбины высокого давления перспективных ГТД // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 60-70.
  15. Иноземцев А.А., Коряковцев А.С., Лесников В.П., Кузнецов В.П. Роль материалов и защитных покрытий турбинных лопаток в обеспечении надежности и экономичности ГТД // Научные идеи С.Т. Кишкина и современное материаловедение: тр. Междунар. науч.-технич. конф. М.: ВИАМ, 2006. С. 84-87.
  16. Шалин Р.Е., Светлов И.Л., Качанов Е.Б., Толораия В.Н., Гаврилин О.С. Монокристаллы никелевых жаропрочных сплавов. М.: Машиностроение, 1997. 336 с.
  17. Петрушин Н.В., Светлов И.Л. Физико-химические и структурные характеристики жаропрочных никелевых сплавов // Металлы. 2001. №2. С. 63-73.
  18. Petrushin N.V., Svetlov I.L., Samoylov A.I., Morozova G.I. Physicochemical properties and creep strength of a single crystal of nickel-base superalloy containing rhenium and ruthenium // Intern. J. Materials Research (formerly Z. Metallkunde). 2010. Vol. 101. No. 5. P. 594-600.
  19. Каблов Е.Н., Петрушин Н.В., Елютин Е.С. Монокристаллические жаропрочные сплавы для газотурбинных двигателей // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер.: Машиностроение. 2011. №SP2. С. 38-52.
  20. Каблов Е.Н., Петрушин Н.В., Морозова Г.И., Светлов И.Л. Физико-химические факторы жаропрочности никелевых сплавов, содержащих рений // Литейные жаропрочные сплавы. Эффект С.Т. Кишкина. М.: Наука, 2006. С. 116-130.
  21. Петрушин Н.В., Оспенникова О.Г., Елютин Е.С. Рений в монокристаллических жаропрочных никелевых сплавах для лопаток газотурбинных двигателей // Авиационные материалы и технологии. 2014. №S5. С. 5-16. DOI: 10.18577/2071-9140-2014-0-s5-5-16.
  22. Портной К.И., Богданов В.И., Фукс Д.Л. Расчет взаимодействия и стабильности фаз. М.: Металлургия, 1981. 248 с.
  23. Blavette D., Caron P., Khan T. An atom probe investigation of the role rhenium additions in improving creep resistance of Ni-base superalloys // Scripta Metallurgica. 1986. Vol. 20. No. 10. P. 1395-1400.
  24. Fink P.J., Miller J.L., Konitzer D.G. Rhenium reduction - alloy design using an economically strategic element // J. of Metals. 2010. Vol. 62. No. 1. P. 55-57.
  25. Wahl J.B., Harris K. New single crystal superalloys, CMSX-7 and CMSX-8 // Superalloys-2012. Pennsylvania: Minerals, Metals & Materials Society, 2012. P. 179-188.
  26. Nickel-Basislegierung für die gießtechnische Herstellung einkristallin erstarter Bauteile: pat. 10100790 Deutsches; publ. 18.07.02.
  27. Петрушин Н.В., Оспенникова О.Г., Висик Е.М., Рассохина Л.И., Тимофеева О.Б. Жаропрочные никелевые сплавы низкой плотности // Литейное производство. 2012. №6. С. 5-11.
  28. Каблов Е.Н., Оспенникова О.Г., Петрушин Н.В., Висик Е.М. Монокристаллический жаропрочный никелевый сплав нового поколения с низкой плотностью // Авиационные материалы и технологии. 2015. №2 (35). С. 14-25. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-2-14-25.
  29. Low density, high creep resistant single crystal superalloy for turbine airfoils: pat. 7261783 US; publ. 28.08.07.
  30. Каблов Е.Н., Петрушин Н.В. Компьютерный метод конструирования литейных жаропрочных никелевых сплавов // Литейные жаропрочные сплавы. Эффект С.Т. Кишкина. М.: Наука. 2006. С. 56-78.
  31. Rae C.M.F., Reed R.C. The precipitation of topologically close-packed phases in rhenium-containing superalloys // Acta Materialia. 2001. Vol. 49. No. 10. P. 4113-4125.
  32. Acharya M.V., Fuch G.E. The effect of long-term thermal exposures on the microstructure and properties of CMSX-10 single crystal Ni-base superalloys // Materials Science Engineering A. 2004. Vol. 381. P. 143-153.
  33. Каблов Е.Н., Петрушин Н.В., Бронфин М.Б., Алексеев А.А. Особенности монокристаллических жаропрочных никелевых сплавов, легированных рением // Металлы. 2006. №5. С. 47-57.
  34. Морозова Г.И., Тимофеева О.Б., Петрушин Н.В. Особенности структуры и фазового состава высокорениевого никелевого жаропрочного сплава // Металловедение и термическая обработка металлов. 2009. №2 (644). С. 10-16.
  35. Walston W.S., Schaeffer J.C., Murphy W.H. A new type microstructural instability in superalloys - SRZ // Superalloys 1996. Pennsylvania: Minerals, Metals & Materials Society, 1996. P. 9-18.
  36. Каблов Е.Н., Светлов И.Л., Петрушин Н.В. Никелевые жаропрочные сплавы, легированные рутением // Авиационные материалы и технологии. М.: ВИАМ, 2004. Вып.: Высокорениевые жаропрочные сплавы, технология и оборудование для производства сплавов и литья монокристаллических турбинных лопаток ГТД. С. 80-90.
  37. Петрушин Н.В., Елютин Е.С., Назаркин Р.М. и др. Сегрегация легирующих элементов в направленно закристаллизованных жаропрочных никелевых сплавах, содержащих рений и рутений // Вопросы материаловедения. 2015. №1 (81). С. 27-37.
  38. Murakami H., Honma T., Koizumi Y., Harada H. Distribution of platinum group metals in Ni-base single-crystal superalloys // Superalloys 2000. Pennsylvania: Minerals, Metals& Materials. Society, 2000. P. 747-756.
  39. Fu C.L., Reed R., Janotti A., Kremar M. On the diffusion of alloying elements in the nickel-base superalloys // Superalloys 2004. Pennsylvania: Minerals, Metals & Materials Society. 2004. P. 867-876.
  40. Argence D., Vernault C., Desvallées Y., Fournier D. MC-NG: a 4th generation single-crystal superalloy for future aeronautical turbine blades and vanes // Superalloys 2000. Pennsylvania: Minerals, Metals &Materials Society, 2000. P. 829-837.
  41. Каблов Е.Н., Бунтушкин В.П., Базылева О.А. Конструкционные жаропрочные материалы на основе соединения Ni3Al для деталей горячего тракта ГТД // Технология легких сплавов. 2007. №2. С. 75-80.
  42. Каблов Е.Н., Оспенникова О.Г., Петрушин Н.В. Новый монокристаллический интерметаллидный жаропрочный сплав на основе γ¢-фазы для лопаток ГТД // Авиационные материалы и технологии. 2015. №1 (34). С. 34-40. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-34-40.
  43. Поварова К.Б., Базылева О.А., Дроздов А.А. и др. Конструкционные жаропрочные сплавы на основе Ni3Al: получение, структура, свойства // Материаловедение. 2011. №4. С. 39-48.
  44. Светлов И.Л., Петрушин Н.В., Голубовский Е.Р., Хвацкий К.К., Щеголев Д.В., Елютин Е.С. Механические свойства монокристаллов никелевого жаропрочного сплава, содержащего рений и рутений // Деформация и разрушение материалов. 2008. №11. С. 26-35.
  45. Петрушин Н.В., Висик Е.М., Горбовец М.А., Назаркин Р.М. Структурно-фазовые характеристики и механические свойства монокристаллов жаропрочных никелевых ренийсодержащих сплавов с интерметаллидно-карбидным упрочнением // Металлы. 2016. №4. С. 57-70.
  46. Селезнев В.Г., Розанов М.А., Минова Н.И. Определение физических характеристик монокристаллических образцов сплава ЖС36 // Новые технологические процессы и надежность ГТД. М.: ЦИАМ, 2008. Вып. 7: Обеспечение прочностной надежности рабочих лопаток высокотемпературных турбин. С. 73-77.
  47. Fährmann M., Hermann W., Fährmann E. et al. Determination of matrix and precipitate elastic constants in (γ-γ¢) Ni-base model alloys, and their relevance to rafting // Material Science Engineering A. 1999. Vol. 260. Issue 1-2. P. 212-221.
  48. Miner R.V., Voigt R.S., Gayda J., Gabb T.P. Orientation and temperature dependence of some mechanical properties of the single-crystal nickel-base superalloy René N4: Part I. Tensile behavior // Metallurgical Transactions A. 1986. Vol. 17. Issue 3. P. 491-496.
  49. Yun-Jiang W., Chong-Yu W. First-principles calculation for the elastic properties of Ni-base model superalloys: Ni/Ni3Al multilayers // Chinese Physics B. 2009. Vol. 18. No. 10. P. 4339-4348.
  50. Caron P., Diologent F., Drawin S. Influence of chemistry on the tensile yield strength of nickel-based single crystal superalloys // Proc. Conf. Eurosuperalloys 2010. Switzerland. Scientific net Trans. Tech. Publications. Advanced Materials Research. 2011. Vol. 278. P. 345-350. DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMR.278.345.
  51. Каблов Е.Н., Голубовский Е.Р. Жаропрочность никелевых сплавов. М.: Машиностроение, 1998. 462 с.
  52. Голубовский Е.Р., Светлов И.Л. Температурно-временна́я зависимость анизотропии длительной прочности монокристаллов ЖНС // Проблемы прочности. 2002. №2. С. 5-19.
  53. Бокштейн Б., Епишин А., Светлов И., Есин В., Родин А., Линк Т. Рост и залечивание пор в монокристаллах жаропрочных сплавов на никелевой основе // Журнал функциональных материалов. 2007. Т. 1. №5. С. 162-170.
  54. Епишин А.И., Светлов И.Л. Эволюция морфологии пор в монокристаллах никелевых жаропрочных сплавов // Материаловедение. 2015. №7. С. 21-28.
  55. Epishin A., Link T., Fedelich B., Svetlov I., Golubovskiy E. Hot isostatic processing of single crystal nickel-base superalloys mechanism of pore closure and effect on mechanical properties // MATEC WEB of Conference. 2014. Vol. 14. P. 08003. DOI: 10.1051/matecconf/2014141/3009.
  56. Светлов И.Л., Хвацкий К.К., Горбовец М.А., Беляев М.С. Влияние горячего изостатического прессования на механические свойства литейных никелевых жаропрочных сплавов // Авиационные материалы и технологии. 2015. №3 (36). С. 10-14. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-3-10-14.
  57. Transpiration cooled blade for a gas turbine engine: pat. 4314794 A US; publ. 09.02.82.
  58. Method of manufacturing a transpiration cooled ceramic blade for a gas turbine: pat. 4376004 A US; publ. 08.03.83.
  59. GE assembles first 777x engine // Aviation week. Network. URL: http://aviationweek.com/commercial-aviation/ge-assembles-first-777x-engine/2016-02-23 (дата обращения: 21.08.2016).
  60. Xu L., Bo S., Hongde Y., Lei W. Evolution of Rolls-Royce air-cooled turbine blades and feature analysis // J. Procedia Engineering. 2015. Vol. 99. P. 1482-1491.
  61. Turbine blade for extreme temperature condition: pat. 7189459 B2 US; publ. 03.13.07.
  62. Drawin S. Ultra High temperature refractory metal based silicide materials for next generation turbines // ONERA (French aerospace research Centre), Metallic Materials and Processing Department 92320 CHÂTILLON (France). URL: http://www.aerodays2006.org/sessions/B_Sessions/ B5/B54.pdf (дата обращения: 11.04.2012).
  63. Shryu Q., Rongming W., Yarfang H. Microstructure of Nb/Nb5Si3 in situ composites // Transaction Nonferrous Met. Sos. China. 2002. Vol. 12. No. 4. P. 681-684.
  64. Светлов И.Л. Высокотемпературные Nb-Si композиты // Материаловедение. 2010. №9-10. С. 18-38.
  65. Карпов М.И., Внуков В.И., Коржов В.П. и др. Структура и механические свойства жаропрочного сплава системы Nb-Si эвтектического состава, полученного методами направленной кристаллизации // Деформация и разрушение материалов. 2002. №12. С. 2-8.

DOI: 10.18577/2071-9140-2017-0-S-104-115

УДК: 669.017.165

Страницы: 104-115

О.А. Базылева1, О.Г. Оспенникова1, Э.Г. Аргинбаева1, Е.Ю. Летникова1, А.В. Шестаков1

[1] Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов», admin@viam.ru

ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ ИНТЕРМЕТАЛЛИДНЫХ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ НИКЕЛЯ

Представлены результаты исследований по созданию литейных жаропрочных сплавов на основе алюминидов никеля и разработке технологий изготовления полуфабрикатов из этих материалов, включая селективный лазерный синтез. Рассмотрено влияние технологических параметров направленной кристаллизации: скорости и температурного градиента на фронте кристаллизации на микроструктуру, структурно-фазовые показатели и механические свойства интерметаллидных сплавов на основе алюминида никеля. Показана возможность улучшения жаростойкости и увеличения времени до разрушения интерметаллидного никелевого сплава при температуре 1200°С благодаря микролегированию РЗМ.

Ключевые слова: алюминид никеля, интерметаллид, монокристалл, математическое моделирование, композит на основе алюминида никеля, микроструктура, селективный лазерный синтез, микропористость, nickel aluminide, intermetallic metal, single crystal, math modelling, nickel aluminide-based composite material, microstructure, selective laser sintering, microporosity

Список литературы

  1. Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» // Авиационные материалы и технологии. 2015. №1 (34). С. 3-33. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33.
  2. Каблов Е.Н. Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. C. 7-17.
  3. Колобов Ю.Р., Каблов Е.Н., Козлов Э.В. и др. Структура и свойства интерметаллидных материалов с нанофазным упрочнением. М.: Изд. дом МИСиС, 2008. 328 с.
  4. Гринберг Б.А., Иванов М.А. Интерметаллиды Ni3Al и TiAl: микроструктура, деформационное поведение. Екатеринбург: УрО РАН, 2002. 359 с.
  5. Бунтушкин В.П., Ларина Л.В. и др. Исследование сплава на основе интерметаллида состава Ni3Al (ВКНА-1ЛК) // Вопросы авиационной науки и техники. Сер.: Авиационные материалы. М.: ВИАМ. 1987. №3. С. 14-17.
  6. Афанасьев Н.И., Бунтушкин В.П., Касымов М.К., Ларина Л.В., Колобов Ю.Р. Прерывистая реакция образования γ-фазы в сплаве на основе Ni3Al // Физика металлов и металловедение. Академия наук СССР. 1989. Т. 68. вып. 3. С. 602-605.
  7. Бунтушкин В.П., Матухнов В.М. и др. О характере повреждаемости рабочих лопаток турбин на участках контактных площадок // Авиационная промышленность. 1974. №2. С. 16-18.
  8. Бунтушкин В.П., Курочко Р.С., Елкин И.С. и др. Жаростойкий материал с повышенным сопротивлением износу // Авиационная промышленность. 1975. №7. С. 59-61.
  9. Бунтушкин В.П. Исследование и разработка жаростойкого интерметаллидного сплава и покрытий для теплонагруженных деталей авиационных газовых турбин: автореф. дис. … канд. техн. наук. М., 1976. 30 с.
  10. Каплин Ю.И., Мелимевкер О.Д., Бунтушкин В.П. Интерметаллидный сплав - штамповый материал для изостатического деформирования // Авиационная промышленность. 1981. №9. С. 48-50.
  11. Сплав на основе интерметаллида состава Ni3Al: пат. 2088686 Рос. Федерация; заявл. 25.10.95; опубл. 27.08.97. Бюл. №24.
  12. Скляров Н.М. Становление и развитие Всероссийского института авиационных материалов (1932-1992 гг.) // Авиационные материалы на рубеже XX-XXI веков: науч.-технич. сб. М.: ВИАМ, 1994. С. 14-48.
  13. Бунтушкин В.П., Каблов Е.Н. и др. Высокотемпературные конструкционные сплавы на основе интерметаллида Ni3Al // Там же. С. 278-284.
  14. Базылева О.А., Бунтушкин В.П. Взаимосвязь длительной прочности сплава на основе интерметаллида состава Ni3Al с составом карбидной фазы // Авиационные материалы. 1990. №2. С. 12-14.
  15. Лукин В.И., Базылева О.А., Ковальчук В.Г., Голев Е.В., Ходакова Е.А. Исследование свойств отливок из интерметаллидного сплава ВКНА-1ВР после исправления дефектов методом сварки // Сварочное производство. 2014. №10. С. 5-12.
  16. Базылева О.А., Туренко Е.Ю., Рассохина Л.И. и др. Литые блоки соплового аппарата 2-й ступени ТВД из интерметаллидного сплава ВКНА-4-ВИ // Литейное производство. 2014. №10. С. 7-12.
  17. Кишкин С.Т., Портной К.И., Бунтушкин В.П. и др. Теоретические исследования жаропрочных никелевых и интерметаллидных материалов // Авиационные материалы. М.: ВИАМ, 1982. С. 28-32.
  18. Портной К.И., Бунтушкин В.П., Богданов В.И. и др. Влияние легирования на термодинамическую стабильность фаз в системе Ni-Al // Доклады АН СССР 1980. Т. 252. №1. С. 12.
  19. Бунтушкин В.П., Базылева О.А., Трохина Г.Н. и др. Исследование причин хрупкого разрушения интерметаллида Ni3Al при высоких температурах // Авиационные материалы. 1989. №3. С. 10-15.
  20. Каблов Е.Н., Бунтушкин В.П., Морозова Г.И., Базылева О.А. Основные принципы легирования интерметаллида Ni3Al при создании высокотемпературных сплавов // Материаловедение. 1998. №7. С. 13-17.
  21. Морозова Г.И. Компенсация дисбаланса легирования жаропрочных никелевых сплавов // МиТОМ. 2012. №12. С. 52-58.
  22. Бунтушкин В.П., Каблов Е.Н., Базылева О.А., Морозова Г.И. Сплавы на основе алюминидов никеля // МиТОМ. 1999. №1. С. 32-34.
  23. Каблов Е.Н., Бунтушкин В.П., Поварова К.Б., Базылева О.А. и др. Малолегированные легкие жаропрочные высокотемпературные материалы на основе интерметаллида Ni3Al // Металлы РАН. 1999. №1. С. 58-65.
  24. Петрушин Н.В., Чабина Е.Б., Назаркин Р.Б. Конструирование жаропрочных интерметаллидных сплавов на основе γʹ-фазы с высокой температурой плавления. Часть 2 // МиТОМ. 2012. №3 (681). С. 20-23.
  25. Поварова К.Б., Казанская Н.К., Бунтушкин В.П., Базылева О.А. и др. Термостабильность структуры сплава на основе Ni3Al и его применение в рабочих лопатках малоразмерных ГТД // Металлы РАН. 2003. №3. С. 95-100.
  26. Ечин А.Б. Влияние температурного градиента и скорости кристаллизации на структуру и свойства монокристаллических Re и Ru содержащих жаропрочных сплавов применительно к высокоградиентной технологии литья лопаток ГТД: автореф. дис. … канд. техн. наук. М. 2016. 26 с.
  27. Бондаренко Ю.А., Базылева О.А., Ечин А.Б. и др. Высокоградиентная направленная кристаллизация деталей из сплава ВКНА-1В // Литейное производство. 2012. №6. С. 12-16.
  28. Базылева О.А., Аргинбаева Э.Г., Ечин А.Б., Шестаков А.В. Влияние микролегирования редкоземельными металлами и технологии получения конструкционного интерметаллидного сплава на основе алюминида никеля на его свойства // Материаловедение. 2016. №4. С. 21-27.
  29. Базылева О.А., Шестаков А.В., Аргинбаева Э.Г., Туренко Е.Ю. Возможность повышения характеристик жаропрочности и жаростойкости конструкционного интерметаллидного сплава на основе алюминида никеля // Металлы. 2016. №1. С. 93-101.
  30. Бурковская Н.П., Ефимочкин И.Ю., Севостьянов Н.В., Родионов А.И. Композиционный материал на основе интерметаллида никеля с дисперсным упрочнением Al2O3 // Материаловедение. 2015. №8. С. 29-34.
  31. Бурковская Н.П., Ефимочкин И.Ю., Базылева О.А. и др. Исследование структурных особенностей, прочностных свойств и жаростойкости дисперсно-упрочненного композиционного материала на основе интерметаллида никеля // Материаловедение. 2016. №3. С. 8-15.
  32. Способ получения высокотемпературного композиционного материала на основе никеля: пат. 2563084 Рос. Федерация; заявл. 14.11.2014; опубл. 20.09.2015, Бюл. 26.
  33. Евгенов А.Г., Щербаков С.И., Рогалев А.М. Применение порошков свариваемых и литейных жаропрочных сплавов производства ФГУП «ВИАМ» для ремонта деталей ГТД лазерной газопорошковой наплавкой // Новости материаловедения. Наука и техника. 2016. №4 (22). Ст. 04. URL: http://www.materialsnews.ru (дата обращения: 07.11.2016).

DOI: 10.18577/2071-9140-2017-0-S-116-129

УДК: 669.245

Страницы: 116-129

Б.С. Ломберг1, С.В. Овсепян1, М.М. Бакрадзе1, М.Н. Летников1, И.С. Мазалов1

[1] Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов», admin@viam.ru

ПРИМЕНЕНИЕ НОВЫХ ДЕФОРМИРУЕМЫХ НИКЕЛЕВЫХ СПЛАВОВ ДЛЯ ПЕРСПЕКТИВНЫХ ГАЗОТУРБИННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Представлены результаты работ, направленных на внедрение новых никелевых жаропрочных деформируемых сплавов, созданных во ФГУП «ВИАМ», в производство перспективных российских газотурбинных двигателей. Исследования в области материаловедения и технологий производства обеспечили промышленное изготовление крупногабаритных заготовок деталей из сплава ВЖ175-ИД с повышенными эксплуатационными свойствами. Разработаны технологии, обеспечивающие применение новых конструктивных решений для узлов ротора ГТД - заготовок рабочего колеса турбины, роторов конструкции типа «блиск» из сплава ЭП975-ИД с паяным соединением лопаток. Впервые из никелевого жаропрочного сплава ВЖ172 изготовлены сварные конструкции роторов компрессора высокого давления и турбины. Для жаровой трубы камеры сгорания перспективного вертолетного двигателя опробован сплав ВЖ171, упрочняемый внутренним азотированием.

Ключевые слова: никелевые жаропрочные деформируемые сплавы, газотурбинный двигатель, диски ротора, сварной ротор, технология производства, y'-фаза, микроструктура, механические свойства, камера сгорания, жаровая труба, химико-термическая обработка, wrought heat-resistant nickel alloys, gas turbine engine, rotor disks, welded rotor, manufacturing technologies, gamma-prime phase, microstructure, mechanical properties, combustion chamber, flame tube, thermochemical treatment

Список литературы

  1. Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» // Авиационные материалы и технологии. 2015. №1 (34). С. 3-33. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33.
  2. Ломберг Б.С., Овсепян С.В., Бакрадзе М.М. Новый жаропрочный никелевый сплав для дисков ГТД и ГТУ // Материаловедение. 2010. №7. С. 23-29.
  3. Каблов Е.Н., Оспенникова О.Г., Ломберг Б.С. Создание современных жаропрочных материалов и технологий их производства для авиационного двигателестроения // Крылья Родины. 2012. №3-4. С. 34-38.
  4. Ломберг Б.С., Овсепян С.В., Бакрадзе М.М., Мазалов И.С. Высокожаропрочные деформируемые никелевые сплавы для перспективных ГТД и ГТУ // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер.: Машиностроение. 2011. №SP2. С. 98-103.
  5. Ломберг Б.С., Овсепян С.В., Бакрадзе М.М., Мазалов И.С. Высокотемпературные жаропрочные никелевые сплавы для деталей газотурбинных двигателей» // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 52-57.
  6. Каблов Е.Н., Оспенникова О.Г., Ломберг Б.С. Комплексная инновационная технология изотермической штамповки на воздухе в режиме сверхпластичности дисков из супержаропроч-ных сплавов // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 129-141.
  7. Каблов Е.Н., Оспенникова О.Г., Ломберг Б.С. Стратегические направления развития конструкционных материалов и технологий их переработки для авиационных двигателей настоящего и будущего // Автоматическая сварка. 2013. №10-11. С. 23-32.
  8. Овсепян С.В., Ломберг Б.С., Григорьева Т.Н., Бакрадзе М.М. Жаропрочный деформируемый свариваемый сплав для деталей ГТД с низким температурным коэффициентом линейного расширения // Металлург. 2013. №7. С. 61-65.
  9. Каблов Е.Н., Оспенникова О.Г., Ломберг Б.С., Сидоров В.В. Приоритетные направления развития технологий производства жаропрочных материалов для авиационного двигателестроения // Проблемы черной металургии и материаловедения. 2013. №3. С. 47-54.
  10. Овсепян С.В, Ломберг Б.С., Бакрадзе М.М., Летников М.Н., Мазалов И.С., Ахмедзянов М.В. Современные жаропрочные деформируемые никелевые сплавы ВИАМ для деталей ГТД // Современные жаропрочные деформируемые никелевые и интерметаллидные сплавы, методы их обработки: сб. матер. конф. М.: ВИАМ, 2015, доклад №1.
  11. Ломберг Б.С., Бакрадзе М.М., Чабина Е.Б., Филонова Е.В. Взаимосвязь структуры и свойств высокожаропрочных никелевых сплавов для дисков газотурбинных двигателей // Авиационные материалы и технологии. 2011. №2. С. 25-30.
  12. Жаропрочный деформируемый сплав на основе никеля и изделие, выполненое из этого сплава: пат. 2571674 Рос. Федерация; опубл. 25.11.14.
  13. Лукин В.И., Рыльников B.C., Афанасьев-Ходыкин А.Н., Тимофеева О.Б. Особенности технологии диффузионной пайки жаропрочного сплава ЭП975 и литейного монокристаллического интерметаллидного сплава ВКНА-4У применительно к конструкции блиск // Сварочное производство. 2013. №7. С. 19-25.
  14. Овсепян С.В., Базылева О.А., Летников М.Н., Аргинбаева Э.Г. Расчет стабильности неразъемного соединения жаропрочных никелевого и интерметаллидного сплавов // Вопросы материаловедения. 2014. №2. С. 155-162.
  15. Ломберг Б.С., Мазалов И.С., Быков Ю.Г., Докашев В.В. Особенности технологии изготовления сварных кольцевых конструкций из высокопрочного сплава ВЖ172 // Сварочное производство. 2014. №2. С. 8-13.
  16. Способ изготовления ротора турбины из никелевого жаропрочного сплава: пат. 2571673 Рос. Федерация; опубл. 25.11.15.

DOI: 10.18577/2071-9140-2017-0-S-130-143

УДК: 621.791

Страницы: 130-143

В.И. Лукин1, В.Г. Ковальчук1, Е.Н. Иода1

[1] Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов», admin@viam.ru

СВАРКА ПЛАВЛЕНИЕМ - ОСНОВА СВАРОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Сварка является наиболее эффективным способом создания неразъемных соединений конструкционных материалов и получения ресурсосберегающих заготовок, максимально приближенных к оптимальной по геометрической форме готовой детали или конструкции. Во многих случаях технологии сварки являются единственно возможными или наиболее эффективными способами создания неразъемных соединений конструкционных материалов, позволяющими снизить трудоемкость изготовления, повысить коэффициент использования материала, снизить энергоемкость готовых изделий. Сварка плавлением - аргоно-дуговая, электронно-лучевая, точечная контактная, лазерная, гибридная - в настоящее время является основой сварочного производства. Представлены основные результаты исследований в области разработки технологий сварки никелевых, титановых, алюминиевых сплавов и сталей. Работа выполнена в рамках реализации комплексного научного направления 10.8. «Технологии сварки плавлением конструкционных материалов» («Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года»)

Ключевые слова: аргоно-дуговая сварка, точечная контактная сварка, электронно-лучевая сварка, сварные соединения, параметры режимов сварки, кратковременная прочность, длительная прочность, структура, ударная вязкость, стойкость против образования горячих трещин, TIG welding, resistance spot welding, electron beam welding, welded joints, welding parameters, short-term durability, long-term durability, structure, impact resistance, resistance to hot crack formation

Список литературы

  1. Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» // Авиационные материалы и технологии. 2015. №1 (34). С. 3-33. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33.
  2. Каблов Е.Н., Оспенникова О.Г., Базылева О.А. Материалы для высокотеплонагруженных деталей газотурбинных двигателей // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер.: Машиностроение. 2011. №SP2. С. 13-19.
  3. Каблов Е.Н., Ломберг Б.С., Оспенникова О.Г. Создание современных жаропрочных сплавов и технологий их производства для авиационного двигателестроения // Крылья Родины. 2012. №3. С. 34-38.
  4. Каблов Е.Н., Лукин В.И., Оспенникова О.Г. Сварка и пайка в авиакосмической промышленности // Сварка и безопасность: сб. матер. Всерос. науч.-практич. конф. Якутск, 2012. Т. 1. С. 21-30.
  5. Елисеев Ю.С., Масленков С.Б., Гейкин В.А., Поклад В.А. Технология создания неразъемных соединений при производстве газотурбинных двигателей. М.: Наука и технологии. 2001. 544 с.
  6. Каблов Е.Н. Разработки ВИАМ для газотурбинных двигателей и установок // Крылья Родины. 2010. №4. С. 31-33.
  7. Ломберг Б.С., Овсепян С.В., Бакрадзе М.М., Мазалов И.С. Высокотемпературные жаропрочные никелевые сплавы для деталей газотурбинных двигателей // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 52-57.
  8. Быков Ю.Г., Овсепян С.В., Мазалов И.С., Ромашов А.С. Применение нового жаропрочного сплава ВЖ171 в конструкции перспективного двигателя // Вестник двигателестроения, 2012. №2. С. 246-249.
  9. Кочергин К.А. Контактная сварка. Л.: Машиностроение, 1987. 240 с.
  10. Каблов Е.Н., Оспенникова О.Г., Вершков А.В. Редкие металлы и редкоземельные элементы - материалы современных и будущих высоких технологий // Труды ВИАМ.: электрон. науч.-технич. журн. 2013. №2. Ст. 01. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 20.10.2016).
  11. Оспенникова О.Г. Стратегия развития жаропрочных сплавов и сталей специального назначения, защитных и теплозащитных покрытий // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 19-36.
  12. Костина М.В., Банных О.А., Блинов В.М. Особенности сталей, легированных азотом // Металловедение и термическая обработка металлов. 2000. №12. С. 3-6.

DOI: 10.18577/2071-9140-2017-0-S-144-158

УДК: 621.791:669.018.44

Страницы: 144-158

О.Г. Оспенникова1, В.И. Лукин1, А.Н. Афанасьев-Ходыкин1, И.А. Галушка1, О.В. Шевченко1

[1] Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов», admin@viam.ru

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ РАЗРАБОТКИ В ОБЛАСТИ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПАЙКИ ЖАРОПРОЧНЫХ СПЛАВОВ

Рассмотрены преимущества технологий высокотемпературной пайки при изготовлении деталей и узлов современных ГТД. Приведены результаты исследований в области технологий получения порошков никелевых жаропрочных припоев методом газоструйного распыления. Разработаны составы и технологии изготовления новых отечественных полуфабрикатов недеформируемых припоев - лент и паст порошковых припоев на органическом связующем. Представлены результаты работ по исследованию и разработке технологии пайки никелевых жаропрочных сплавов в разноименном сочетании применительно к перспективной конструкции типа «блиск» рабочего колеса ГТД, изготовленного с применением неразъемных соединений. Приведены результаты работ по разработке технологии получения неразъемных соединений методом пайки интерметаллидных никелевых жаропрочных сплавов типа ВКНА и ВИН в одноименном сочетании применительно к деталям и узлам горячего тракта ГТД.

Ключевые слова: припой, монокристаллические никелевые жаропрочные сплавы, пайка, паяные соединения, органическое связующее, ленты, пасты, solder, monocrystal nickel superalloys, brazing, brazed joints, organic binding, tapes, pastes

Список литературы

  1. Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» // Авиационные материалы и технологии. 2015. №1 (34). С. 3-33. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33.
  2. Каблов Е.Н. Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. C. 7-17.
  3. Базылева О.А., Аргинбаева Э.Г., Туренко Е.Ю. Жаропрочные литейные интерметаллидные сплавы // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 57-60.
  4. Каблов Е.Н., Петрушин Н.В., Светлов И.Л., Демонис И.М. Никелевые литейные жаропрочные сплавы нового поколения // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 36-52.
  5. Каблов Е.Н., Толорайя В.Н. ВИАМ - основоположник отечественной технологии литья монокристаллических турбинных лопаток ГТД и ГТУ // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 105-117.
  6. Каблов Е.Н., Бондаренко Ю.А., Ечин А.Б., Сурова В.А. Развитие процесса направленной кристаллизации лопаток ГТД из жаропрочных сплавов с монокристаллической и композиционной структурой // Авиационные материалы и технологии. 2012. №1. С. 3-8.
  7. Каблов Е.Н., Голубовский Е.Р. Жаропрочность никелевых сплавов. М.: Машиностроение, 1998. 463 с.
  8. Каблов Е.Н., Петрушин Н.В., Елютин Е.С. Монокристаллические жаропрочные сплавы для газотурбинных двигателей // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер.: Машиностроение. 2011. №SP2. С. 38-52.
  9. Симс Ч., Хагель В. Жаропрочные сплавы. М.: Металлургия, 1976. 393 с.
  10. Литые лопатки газотурбинных двигателей: сплавы, технологии, покрытия / под общ. ред. Е.Н. Каблова. 2-е изд. М.: Наука, 2006. 632 с.
  11. Лукин В.И., Сорокин Л.И., Багдасаров Ю.С. Свариваемость литейных жаропрочных никелевых сплавов типа ЖС6 // Сварочное производство. 1997. №6. С. 12-17.
  12. Лукин В.И., Семенов В.Н., Старова Л.Л. и др. Образование горячих трещин при сварке жаропрочных сплавов // МиТОМ, 2007. №12. С. 7-14.
  13. Lukin V.I., Semenov V.N., Starova L.L., Zhegina I.P. at al. Formation of hot cracks in welding of refractory alloys // Metal Science and heat Treatment. 2001. P. 476-480.
  14. Lukin V.I., Semenov V.N., Starova L.L., Morozova G.I. at al. Structure of the weld and near-weld zone in nickel alloys EP202 and EK61 // Ibid. P. 484-488.
  15. Lukin V.I., Kovalchuk V.G., Samorukov M.L. at al. Effect of friction welding parameters and heat treatment on the quality of welded joints in creep-resisting deformable nickel alloys // Welding International. 2012. Vol. 26. No. 9. P. 728-731.
  16. Lukin V.I., Kovalchuk V.G., Samorukov M.L., Gridnev Y.M. at al. Special features of friction welding joints in creep-resisting nickel alloys VKNA-25 and EP975 // Welding International. 2011. Vol. 25. No. 10. P. 800-804.
  17. Lukin V.I., Kovalchuk V.G., Golev E.V., Mazalov I.S., Ovchenkova I.I. Welding a creep-resisting Ni-Co-Cr (VZH171) alloy strengthened by nitriding // Welding International. 2013. Vol. 27. No. 11. P. 897-902.
  18. Лашко Н.Ф., Лашко С.В. Вопросы теории и технологии пайки. М.: Изд-во Саратовск. ун-та, 1974. 248 с.
  19. Лашко Н.Ф., Лашко С.В. Пайка металлов. М.: Машиностроение, 1967. 368 с.
  20. Лукин В.И., Рыльников В.С., Афанасьев-Ходыкин А.Н. Особенности получения паяных соединений из сплава ЖС36 // Технология машиностроения. 2010. №5. С. 21-25.
  21. Хорунов В.Ф., Максимова С.В. Пайка жаропрочных сплавов на современном этапе // Сварочное производство. 2010. №10. С. 24.
  22. Chaturvedi M.C., Ojo O.A., Richards N.L. Diffusion brazing of cast Inconel 738 superalloy // Advances in Technol.: Materiales & Materiales Proc. 2004. No. 6. P. 206-213.
  23. Kenyon N., Hrubec R.Y. Brazing of a dispersion strengthened nickel base alloy made by mechanical alloying // Welding Research Supplement. April, 1974. P. 145s-152s.
  24. Лукин В.И., Столянков Ю.В., Рыльников В.С., Щербаков А.И. Пайка аморфными припоями // Авиационные технологии. 2002. С. 96-102.
  25. Афанасьев-Ходыкин А.Н., Лукин В.И., Рыльников В.С. Высокотехнологичные полуфабрикаты жаропрочных припоев (ленты и пасты на органическом связующем) // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2013. №9. Ст. 02. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 03.10.2016).

DOI: 10.18577/2071-9140-2017-0-S-159-174

УДК: 669.018.292

Страницы: 159-174

В.И. Громов1, Н.М. Вознесенская1, Н.Г. Покровская1, О.А. Тонышева1

[1] Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов», admin@viam.ru

ВЫСОКОПРОЧНЫЕ КОНСТРУКЦИОННЫЕ И КОРРОЗИОННОСТОЙКИЕ СТАЛИ ФГУП «ВИАМ» ДЛЯ ИЗДЕЛИЙ АВИАЦИОННОЙ ТЕХНИКИ

Передовыми отечественными и зарубежными научными и производственными предприятиями и организациями проводятся исследования по разработке новых и совершенствованию серийно выпускаемых высокопрочных сталей, направленные на повышение прочности, вязкости, коррозионной стойкости. При этом особое внимание уделяется снижению стоимости производимых полуфабрикатов и повышению технологичности при изготовлении деталей. В настоящее время основные усилия разработчиков новых сталей направлены на решение следующих задач: - создание новых высокопрочных конструкционных сталей, том числе упрочняемых вакуумной и ионно-вакуумной химико-термической обработкой, позволяющих повысить характеристики выносливости и прочности материалов; - создание высокопрочных коррозионностойких свариваемых сталей, в том числе со сверхравновесным содержанием азота, обладающих высокими значениями прочности, вязкости и выносливости.

Ключевые слова: высокопрочные стали, химико-термическая обработка, коррозионная стойкость, твердость, high-strength steels, chemical and thermal processing, corrosion resistance, hardness

Список литературы

  1. Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» // Авиационные материалы и технологии. 2015. №1 (34). С. 3-33. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33.
  2. Каблов Е.Н. Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 7-17.
  3. Каблов Е.Н., Ломберг Б.С., Оспенникова О.Г. Создание современных жаропрочных материалов и технологий их производства для авиационного двигателестроения // Крылья Родины. 2012. №3-4. С. 34-38.
  4. Новиков И.И. Теория термической обработки металлов. М.: Металлургия, 1978. 338 с.
  5. Петраков А.Ф., Шалькевич А.Б. Высокопрочные стали в авиастроении // Авиационные материалы. Избранные труды «ВИАМ» 1932-2002: юбилейный науч.-технич. сб. М.: ВИАМ, 2002. С. 180-191.
  6. Перкас М.Д., Кардонский В.М. Высокопрочные мартенситостареющие стали. М.: Металлургия, 1970. 350 с.
  7. Маркова Е.С., Якушева Н.А., Покровская Н.Г., Шалькевич А.Б. Технологические особенности производства мартенситостареющей стали ВКС-180 // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2013. №7. Ст. 01. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 05.10.2016).
  8. Каблов Е.Н. Конструкционные и функциональные материалы - основа экономического и научно-технического развития России // Вопросы материаловедения. 2006. №1. С. 64-67.
  9. Коросташевский Р.В., Зайцев А.М. Авиационные подшипники качения. М.: Оборонгиз, 1963. 340 с.
  10. Шалькевич А.Б., Вознесенская Н.М., Покровская Н.Г., Маркова Е.С. Высокопрочные конструкционные и коррозионностойкие стали для самолетов нового поколения // 75 лет. Авиационные материалы. Избранные труды «ВИАМ» 1932-2007: юбилейный науч.-технич. сб. М.: ВИАМ, 2007. С. 142-150.
  11. Высокопрочная коррозионностойкая сталь: пат. 2318068 Рос. Федерация; опубл. 21.11.05.
  12. Мокринский В.И. Производство болтов холодной объемной штамповкой. М.: Металлургия, 1978. 71 с.
  13. Мисожников В.М., Гринберг М.Я. Технология холодной высадки металла. М.: Машгиз, 1951. 310 с.
  14. Высокопрочная коррозионностойкая сталь и изделие, выполненное из нее: пат. 2214474 Рос. Федерация; опубл. 20.10.2003.
  15. Тонышева О.А., Вознесенская Н.М., Елисеев Э.А., Шалькевич А.Б. Исследование новой высокопрочной экономнолегированной азотосодержащей стали повышенной надежности // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2011. №SP2. С. 17-20.
  16. Тонышева О.А., Вознесенская Н.М., Шалькевич А.Б., Петраков А.Ф. Исследование влияния высокотемпературной термомеханической обработки на структуру, технологические, механические и коррозионные свойства высокопрочной коррозионностойкой стали переходного класса с повышенным содержанием азота // Авиационные материалы и технологии. 2012. №3. С. 31-36.
  17. Лукин В.И., Вознесенская Н.М., Ковальчук В.Г., Голев Е.В., Саморуков М.Л. Сварка высокопрочной коррозионностойкой стали ВНС-72 // Сварочное производство. 2012. №10. С. 31-35.
  18. Высокопрочная коррозионностойкая сталь мартенситного класса и изделие, выполненное из нее: пат. 2291912 Рос. Федерация; опубл. 10.11.05.
  19. Вознесенская Н.М., Елисеев Э.А., Капитаненко Д.В., Тонышева О.А. Оптимизация технологических режимов получения тонких листов и ленты из коррозионностойкой стали ВНС-9Ш // Металлы. 2014. №1. С. 46-52.
  20. Крылов С.А., Евгенов А.Г., Щербаков А.И., Макаров А.А. Новая электрошлаковая печь под давлением ДЭШП-0,1: освоение и перспективы развития // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2016. №5. Ст. 04.URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 20.07.2016). DOI: 10.18577/2307-6046-2016-0-5-4-4.

DOI: 10.18577/2071-9140-2017-0-S-175-185

УДК: 621.98.043:004.94

Страницы: 175-185

М.М. Бакрадзе1, А.В. Скугорев1, В.В. Кучеряев1, М.В. Бубнов1

[1] Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов», admin@viam.ru

КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ КАК ИНСТРУМЕНТ РАЗРАБОТКИ НОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

В статье показан опыт использования во ФГУП «ВИАМ» современных методов компьютерного моделирования при разработке технологий получения штамповок из труднодеформируемых жаропрочных никелевых сплавов. Представлены результаты компьютерного моделирования процесса изотермической штамповки на воздухе, широко используемого в собственном производстве ФГУП «ВИАМ» для получения заготовок дисков турбин малогабаритных газотурбинных двигателей и установок. Показан опыт использования компьютерного моделирования при разработке технологий штамповки крупногабаритных заготовок сложной формы типа «диск-вал», реализуемых на крупных металлургических предприятиях - АО «Металлургический завод «Электросталь» и АО «Ступинская металлургическая компания» (АО «СМК»). Использование компьютерного моделирования позволило увеличить коэффициент использования металла (КИМ) на 10-30% за счет снижения массы штамповки, в некоторых случаях удалось сократить число технологических операций штамповки и тем самым оптимизировать технологию производства штамповок, снизить затраты на прямые эксперименты.

Ключевые слова: компьютерное моделирование, обработка металлов давлением, штамповка, ковка, жаропрочные никелевые сплавы, изотермическая деформация, сomputer modeling, metal forming, pressing, forging, nickel-based superalloys, isothermal deformation

Список литературы

  1. Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 г.» //Авиационные материалы и технологии. 2015. №1 (34). С. 3-33. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33.
  2. Каблов Е.Н., Оспенникова О.Г., Ломберг Б.С. Стратегические направления развития конструкционных материалов и технологий их переработки для авиационных двигателей настоящего и будущего // Автоматическая сварка. 2013. №10. С. 23-32.
  3. Стебунов С.А. Бочаров Ю.А. Сертификация авиационных поковок на основе моделирования процессов в программе QForm // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. 2011. №6. С. 33-35.
  4. Гладков Ю.А., Мордвинцев П.С. Моделирование технологических процессов штамповки при решении задач авиа- и двигателестроения // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. 2012. №5. С. 38-47.
  5. Оспенникова О.Г., Бубнов М.В., Капитаненко Д.В. Компьютерное моделирование процессов обработки металлов давлением // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 141-147.
  6. Каблов Е.Н., Ломберг Б.С., Оспенникова О.Г. Создание современных жаропрочных материалов и технологий их производства для авиационного двигателестроения // Крылья Родины. 2012. №3-4. С. 34-38.
  7. Каблов Е.Н., Оспенникова О.Г., Ломберг Б.С. Комплексная инновационная технология изотермической штамповки на воздухе в режиме сверхпластичности дисков из супержаропрочных сплавов // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 129-141.
  8. Пономаренко Д.А., Моисеев Н.В., Скугорев А.В. Производство дисков ГТД из жаропрочных сплавов на изотермических прессах // Авиационные материалы и технологии. 2013. №1. С. 13-16.
  9. Пономаренко Д.А., Моисеев Н.В., Скугорев А.В. Эффективная технология изготовления дисков ГТД из жаропрочных никелевых сплавов // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. 2013. №10. С. 13-17.
  10. Пономаренко Д.А., Скугорев А.В., Сидоров С.А., Строков В.В. Технологические возможности специализированных изотермических прессов силой 6,3 и 16 МН в производстве деталей авиационного назначения // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. 2015. №9. С. 36-40.
  11. Ломберг Б.С., Овсепян С.В., Бакрадзе М.М., Мазалов И.С. Высокотемпературные жаропрочные никелевые сплавы для деталей газотурбинных двигателей // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 52-57.
  12. Ахмедзянов М.В., Скугорев А.В., Овсепян С.В., Мазалов И.С. Разработка ресурсосберегающей технологии получения холоднокатаного листа из высокожаропрочного свариваемого сплава ВЖ171 // Производство проката. 2015. №1. С. 14-17.
  13. Скугорев А.В., Шпагин А.С., Выдумкина С.В., Шишков С.Ю., Сидоров С.А., Ложкова Д.С. Энергоэффективная технология изотермической деформации на воздухе для изготовления полуфабрикатов деталей авиационного назначения // Современные жаропрочные деформируемые никелевые и интерметаллидные сплавы, методы их обработки: сб. матер. конф. / ВИАМ. М., 2015. С. 5.

DOI: 10.18577/2071-9140-2017-0-S-186-194

УДК: 669.018.29

Страницы: 186-194

В.В. Антипов1

[1] Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов», admin@viam.ru

ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ АЛЮМИНИЕВЫХ, МАГНИЕВЫХ И ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ ДЛЯ ИЗДЕЛИЙ АВИАЦИОННО-КОСМИЧЕСКОЙ ТЕХНИКИ

Представлены основные направления развития в области алюминиевых деформируемых сплавов для авиационно-космической техники. Рассмотрены сплавы нового поколения с усовершенствованным химическим составом, технологиями изготовления и термомеханической обработки полуфабрикатов. Приведены результаты выполнения работ по разработке новых высокопрочных и высокоресурсных алюминиевых сплавов. Показаны изыскания, направленные на расширение номенклатуры и областей применения существующих сплавов. Разработаны технологии изотермической штамповки, изготовления сварной прессованной панели крыла из высокопрочного алюминий-литиевого сплава. Разработана технология изготовления холоднодеформированных тонкостенных труб из высокотехнологичного сплава для гидравлических систем и систем кондиционирования воздуха взамен сплавов группы АМг, а также с целью импортозамещения аналогичных конструкций из сплава 6061. Осваивается технология изготовления широких (до 3,2 м) обшивочных листов. Ведутся работы, направленные на разработку нового алюминиевого сплава на основе системы Al-Mg-(Si), для получения металлопорошковых композиций, применяющихся для изготовления деталей с использованием селективного лазерного синтеза.

Ключевые слова: стратегические направления, алюминиевые сплавы, магниевые сплавы, титановые сплавы, металлополимерные композиционные материалы, антикоррозионная защита, сварка трением с перемешиванием, панель крыла, strategic directions, aluminium alloys, magnesium alloys, titanium alloys, metal-polymer composite materials, aluminium fiberglass laminates, anticorrosion protection, friction stir welding, wing panel

Список литературы

  1. Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» // Авиационные материалы и технологии. 2015. №1 (34). С. 3-33. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33.
  2. Каблов Е.Н. Алюминиевые сплавы в авиакосмической технике / под общ. ред. Е.Н. Каблова. М.: Наука, 2001. 192 с.
  3. Антипов В.В. Стратегия развития титановых, магниевых, бериллиевых и алюминиевых сплавов // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 157-167.
  4. Антипов В.В., Сенаторова О.Г., Ткаченко Е.А. Высокопрочные алюминиевые сплавы // Цветные металлы. 2013. №9. С. 63-65.
  5. Каблов Е.Н., Антипов В.В., Клочкова Ю.Ю. Алюминий-литиевые сплавы нового поколения и слоистые алюмостеклопластики на их основе // Цветные металлы. 2016. №8. С. 86-91.
  6. Каблов Е.Н., Лукин В.И., Оспенникова О.Г. Сварка и пайка в авиакосмической промышленности // Сварка и безопасность: матер. Всеросс. науч.-практич. конф., 2012. С. 21-30.
  7. Антипов В.В. Технологичный алюминий-литиевый сплав 1441 и слоистые гибридные композиты на его основе // Металлург. 2012. №5. С. 36-39.
  8. Каблов Е.Н., Антипов В.В., Сенаторова О.Г. Слоистые алюмостеклопластики СИАЛ-1441 и сотрудничество с AIRBUS и TU DELFT // Цветные металлы. 2013. №9 (849). С. 50-53.
  9. Дуюнова В.А., Гончаренко Е.С., Мухина И.Ю., Уридия З.П., Волкова Е.Ф. Научное наследие академика И.Н. Фридляндера. Современные исследования магниевых и литейных алюминиевых сплавов // Цветные металлы. 2013. №9. С. 71-78.
  10. Волкова Е.Ф., Дуюнова В.А. О современных тенденциях развития магниевых сплавов // Технология легких сплавов. 2016. №3. С. 94-105.
  11. Яковлев А.Л., Ночовная Н.А., Алексеев Е.Б. Отечественные жаропрочные листовые титановые сплавы // Вестник машиностроения. 2015. №4. С. 57-59.
  12. Арисланов А.А., Гончарова Л.Ю., Ночовная Н.А., Гончаров В.А. Перспективы использования титановых сплавов в слоистых композиционных материалах // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2015. №10. Ст. 04. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 06.03.2017). DOI: 10.18577/2307-6046-2015-0-10-4-4.

DOI: 10.18577/2071-9140-2017-0-S-195-211

УДК: 669.715:669.884

Страницы: 195-211

В.В. Антипов1, Ю.Ю. Клочкова1, В.А. Романенко1

[1] Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов», admin@viam.ru

СОВРЕМЕННЫЕ АЛЮМИНИЕВЫЕ И АЛЮМИНИЙ-ЛИТИЕВЫЕ СПЛАВЫ

Представлены основные направления развития в области перспективных алюминиевых деформируемых сплавов для авиационно-космической техники. Рассмотрены серийные сплавы и сплавы нового поколения с усовершенствованными химическим составом, технологиями изготовления и термомеханической обработки полуфабрикатов.

Ключевые слова: стратегические направления, алюминиевые сплавы, структура, механические свойства, коррозионная стойкость, сварка трением с перемешиванием, панель крыла, strategic directions, aluminum alloys, structure, mechanical properties, corrosion resistance, friction stir welding, wing panel

Список литературы

  1. Каблов Е.Н. России нужны материалы нового поколения // Редкие земли. 2014. №3. С. 8-13.
  2. Каблов Е.Н. Материалы и химические технологии для авиационной техники // Вестник Российской академии наук. 2012. Т. 82. №6. С. 5-20.
  3. Антипов В.В. Стратегия развития титановых, магниевых, бериллиевых и алюминиевых сплавов // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 157-167.
  4. Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» // Авиационные материалы и технологии. 2015. №1 (34). С. 3-33. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33.
  5. Сенаторова О.Г., Антипов В.В., Бронз А.В., Сомов А.В., Серебренникова Н.Ю. Высокопрочные и сверхпрочные сплавы традиционной системы Al-Zn-Mg-Cu, их роль в технике и возможности развития // Технология легких сплавов. 2016. №2. С. 43-49.
  6. Мондольфо Л.Ф. Структура и свойства алюминиевых сплавов. М.: Изд-во иностр. лит., 1962. 238 с.
  7. Антипов В.В., Сенаторова О.Г., Ткаченко Е.А. Высокопрочные алюминиевые сплавы // Цветные металлы. 2013. №9. С. 63-65.
  8. Daokui Xu, Paul A. Rometsch, Hua Chen et al. Effect of solution treatment on microstructure and mechanical properties of thick plate aluminum alloy 7150 // Proc. of ICAA-12. Yokohama. Japan. 2010. Р. 1101-1106.
  9. Li Jun-peng et al. Microstructure evolution of 7050 aluminum alloy during hot deformation // Trans. Nonferrous Met. Soc. China. 2010. Vol. 20. P. 189-194.
  10. Селиванов А.А., Вахромов Р.О., Сетюков О.А., Попова О.И. Структура и свойства катаных плит из высокопрочного алюминиевого сплава 1933 // Металловедение и термическая обработка металлов. 2016. №6. C. 41-45.
  11. Селиванов А.А., Ткаченко Е.А., Попова О.И., Бабанов В.В. Высокопрочный алюминиевый деформируемый свариваемый сплав В-1963 для деталей силового набора изделий современной авиационной техники // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2017. №2. Ст. 01. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 06.03.2017). DOI: 10.18577/2307-6046-2017-0-2-1-1.
  12. Клочков Г.Г., Клочкова Ю.Ю., Романенко В.А. Влияние температуры деформации на структуру и свойства прессованных профилей сплава В-1341 системы Al-Mg-Si // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2016. №9. Ст. 01. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 06.03.2017). DOI: 10.18577/2307-6046-2016-0-9-1-1.
  13. Скорняков В.И., Антипов В.В. Инновационный характер сотрудничества ОАО «КУМЗ» и ФГУП «ВИАМ» // Авиационные материалы и технологии. 2012. №2. С. 11-14.
  14. Антипов В.В. Технологичный алюминий-литиевый сплав 1441 и слоистые гибридные композиты на его основе // Металлург. 2012. №5. С. 36-39.
  15. Prasad N.E., Gokhale A., Wanhill R.J.H. Aluminium-lithium alloys: processing, properties, and applications. 2013. 608 p.
  16. Оглодков М.С., Хохлатова Л.Б., Колобнев Н.И., Филатов А.А., Попова Ю.А. Перспектива применения плит из высокопрочного сплава В-1461 пониженной плотности в самолетных конструкциях // Все материалы. Энциклопедический справочник. 2014. №2. С. 16-22.
  17. Клочков Г.Г., Грушко О.Е., Клочкова Ю.Ю., Романенко В.А. Промышленное освоение высокопрочного сплава В-1469 системы Al-Cu-Li-Mg // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2014. №7. Ст. 01. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 06.03.2017). DOI: 10.18577/2307-6046-2014-0-7-1-1.
  18. Колобнев Н.И., Хохлатова Л.Б., Оглодков М.С., Клочкова Ю.Ю. Высокопрочные сплавы системы Al-Cu-Li с повышенной вязкостью разрушения для самолетных конструкций // Цветные металлы. 2013. №9. С. 66-71.
  19. Шамрай В.Ф., Клочкова Ю.Ю., Лазарев Э.М., Гордеев А.С., Клочков Г.Г., Сиротинкин В.П. Структура листов сплава В-1469 с повышенными характеристиками вязкости разрушения // Металлы. 2015. №1. С. 76-82.
  20. Фридляндер И.Н. Алюминиевые сплавы в летательных аппаратах в периоды 1970-2000 и 2001-2015 гг. // Технология легких сплавов. 2002. №4. С. 12-17.
  21. Bois-Brochu A., Tchitembo Goma F.A., Blais C. et al. Al-Li alloy 2099-T83 extrusions: static mechanical properties, microstructure and texture // Advanced Materials Research. 2012. Vol. 409. Р. 29-34.
  22. Хохлатова Л.Б., Лукин В.И., Колобнев Н.И., Иода Е.Н. и др. Перспективный алюминиево-литиевый сплав 1424 для сварных конструкций изделий авиакосмической техники // Сварочное производство. 2009. №3. С. 7-10.
  23. Каблов Е.Н., Лукин В.И., Оспенникова О.Г. Сварка и пайка в авиакосмической промышленности // Сварка и безопасность: матер. Всеросс. науч.-практич. конф., 2012. С. 21-30.
  24. Лукин В.И., Иода Е.Н., Пантелеев М.Д., Скупов А.А. Влияние термической обработки на характеристики сварных соединений высокопрочных алюминийлитиевых сплавов // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2015. №4. Ст. 06. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 06.03.2017). DOI: 10.18577/2307-6046-2015-0-4-6-6.
  25. Романенко В.А., Клочкова Ю.Ю., Клочков Г.Г., Бурляева И.П. Прессованная панель из алюминий-литиевого сплава В-1469 // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2016. №8. Ст. 01. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 06.03.2017). DOI: 10.18577/2307-6046-2016-0-8-1-1.
  26. Каблов Е.Н., Антипов В.В., Клочкова Ю.Ю. Алюминий-литиевые сплавы нового поколения и слоистые алюмостеклопластики на их основе // Цветные металлы. 2016. №8. С. 86-91.
  27. Антипов В.В., Клочкова Ю.Ю. Перспективные свариваемые алюминий-литиевые сплавы третьего поколения // Материалы и технологии нового поколения для перспективных изделий авиационной и космической техники: докл. II Междунар. науч.-технич. конф. М.: ВИАМ, 2015. С. 2.
  28. Каблов Е.Н., Оспенникова О.Г., Вершков А.В. Редкие металлы и редкоземельные элементы - материалы современных и будущих высоких технологий // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2013. №2. Ст. 01. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 21.03.2017).
  29. Евгенов А.Г., Рогалев А.М., Неруш С.В., Мазалов И.С. Исследование свойств сплава ЭП648, полученного методом селективного лазерного сплавления металлических порошков // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2015. №2. Ст. 02. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 21.03.2017). DOI: 10.18557/2307-6046-2015-0-2-2-2.
  30. Thijs L., Kempen K., Kruth J.-P. Humbeeck J. Van. Fine-structured aluminium products with controllable texture by selective laser melting of pre-alloyed AlSi10Mg powder // Acta Mater. 2013. Vol. 61. P. 1809-1819.
  31. Bremen S., Meiners W., Diatlov A. Selective Laser Melting // Laser Technik Journal. 2012. Vol. 9. No. 2. P. 33-38.
  32. Sercombe T., Schaffer G. Rapid manufacturing of aluminum components // Science. 2003. Vol. 301 (5637). P. 1225-1227.
  33. Guan K., Wang Z.M., Gao M. Effects of processing parameters on tensile properties of selective laser melted 304 stainless steel // Materials & Design. 2013. Vol. 50. P. 581-586.
  34. Илларионов Э.И., Колобнев Н.И., Горбунов П.З., Каблов Е.Н. Алюминиевые сплавы в авиакосмической технике. М.: Наука, 2001. 192 с.
  35. Каблов Е.Н. Авиакосмическое материаловедение // Все материалы. Энциклопедический справочник. 2008. №3. С. 2-14.
  36. Read N., Wang W., Essa K. et al. Selective laser melting of AlSi10Mg alloy: Process optimisation and mechanical properties development // Materials & Design. 2015. Vol. 65. P. 417-424.
  37. Рябов Д.К., Зайцев Д.В., Дынин Н.В., Иванова А.О. Изменение структуры сплава АК9ч., полученного селективным лазерным спеканием, в процессе термической обработки // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2016. №9. Ст. 03. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения 20.03.2017). DOI: 10.18557/2307-6046-2016-0-9-3-3.

DOI: 10.18577/2071-9140-2017-0-S-212-224

УДК: 669.018.29

Страницы: 212-224

В.В. Антипов1, Н.Ю. Серебренникова1, В.В. Шестов1, В.В. Сидельников1

[1] Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов», admin@viam.ru

СЛОИСТЫЕ ГИБРИДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ ЛИСТОВ ИЗ АЛЮМИНИЙ-ЛИТИЕВЫХ СПЛАВОВ

Появление металлополимерных слоистых материалов - логический шаг в развитии идеи, технологии и опыта широкого применения клееных слоистых материалов и конструкций, обладающих повышенной живучестью и надежностью. Такие материалы являются новым семейством конструкционных гибридных листовых материалов, предназначенных для использования в элементах летательных аппаратов. Металлополимерные материалы включают тонкие металлические листы и промежуточные тонкие слои полимерных композитов, состоящих из термореактивных или термопластичных связующих с высокопрочными армирующими волокнами. Уникальный комплекс характеристик слоистых металлополимеров (высокая трещиностойкость и удельная статическая прочность, хорошие выносливость, коррозионные и ударные свойства, повышенная пожаростойкость) по сравнению с монолитными алюминиевыми листами делает этот материал перспективным для будущих поколений авиационных конструкций.

Ключевые слова: слоистый алюмостеклопластик, гибридный материал, высокопрочный алюминий-литиевый сплав, fiber metal laminates, hybrid material, high-strength Al-Li alloy

Список литературы

  1. Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» // Авиационные материалы и технологии. 2015. №1 (34). С. 3-33. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33.
  2. Антипов В.В., Сенаторова О.Г., Лукина Н.Ф., Сидельников В.В., Шестаков В.В. Слоистые металлополимерные композиционные материалы // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 226-230.
  3. Антипов В.В., Сенаторова О.Г. Новый класс гибридных конструкционных материалов // Металлы Евразии. 2015. №2. С. 54-55.
  4. Каблов Е.Н. ВИАМ: Продолжение пути // Наука в России. 2012. №11. С. 16-21.
  5. Антипов В.В., Сенаторова О.Г., Лукина Н.Ф., Сидельников В.В., Шестов В.В. Конструкционные слоистые материалы СИАЛ // Клеи. Герметики. Технологии. 2012. №6. С. 13-17.
  6. Шестов В.В., Антипов В.В., Сенаторова О.Г., Сидельников В.В. Конструкционные слоистые алюмостеклопластики 1441-СИАЛ // МиТОМ. 2013. №9. С. 28-32.
  7. Антипов В.В., Лавро Н.А., Сухоиваненко В.В., Сенаторова О.Г. Опыт применения Al-Li сплава 1441 и слоистого материала на его основе в гидросамолетах // Цветные металлы. 2013. №8. С. 46-50.
  8. Vlot Ad. GLARE history of the development of a new aircraft material. Kluwer Academic Publishers, 2001. 222 p.
  9. Шестов В.В., Антипов В.В., Серебренникова Н.Ю., Нефедова Ю.Н. Высокопрочный слоистый материал на основе листов из алюминий-литиевого сплава // Технология легких сплавов. 2016. №1. С. 119-123.
  10. Антипов В.В., Серебренникова Н.Ю., Сенаторова О.Г., Морозова Л.В., Лукина Н.Ф., Нефедова Ю.Н. Гибридные слоистые материалы с небольшой скоростью развития усталостной трещины // Вестник машиностроения. 2016. №12. С. 45-49.
  11. Серебренникова Н.Ю., Антипов В.В., Сенаторова О.Г., Лукина Н.Ф., Шестов В.В. Использование клеевых препрегов в слоистых гибридных конструкциях на основе алюминий-литиевых сплавов и СИАЛа // Новости материаловедения. Наука и техника: электрон. науч.-технич. журн. 2016. №3. Ст. 03. URL: http://www.materialsnews.ru (дата обращения: 24.11.2016).
  12. Серебренникова Н.Ю., Антипов В.В., Сенаторова О.Г., Ерасов В.С., Каширин В.В. Гибридные слоистые материалы на базе алюминий-литиевых сплавов применительно к панелям крыла самолета // Авиационные материалы и технологии. 2016. №3 (42). С. 3-8. DOI: 10.18577/2071-9140-2016-0-3-3-8.
  13. Антипов В.В., Орешко Е.И., Ерасов В.С., Серебренникова Н.Ю. Гибридные материалы для применения в условиях Севера // Механика композитных материалов. 2016. №5. С. 1-18.
  14. Каблов Е.Н., Антипов В.В., Клочкова Ю.Ю. Алюминий-литиевые сплавы нового поколения и слоистые алюмостеклопластики на их основе // Цветные металлы. 2016. №8. С. 86-91.
  15. Подживотов Н.Ю., Каблов Е.Н., Антипов В.В., Ерасов В.С., Серебренникова Н.Ю., Абдуллин М.Р., Лимонин М.В. Слоистые металлополимерные материалы в элементах конструкции воздушных судов // Перспективные материалы. 2016. №10. С. 5-19.

DOI: 10.18577/2071-9140-2017-0-S-225-241

УДК: 669.018.28

Страницы: 225-241

В.А. Дуюнова1, Е.Ф. Волкова1, З.П. Уридия1, А.В. Трапезников1

[1] Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов», admin@viam.ru

ДИНАМИКА РАЗВИТИЯ МАГНИЕВЫХ И ЛИТЕЙНЫХ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ

Изложены результаты исследования и разработки перспективных сплавов и технологий их изготовления: - среднегабаритных поковок из нового жаропрочного магниевого сплава ВМД16; рассмотрены особенности структуры, фазового состава; показаны преимущества поковок из сплава ВМД16 по уровню основных характеристик по сравнению с поковками из сплавов-аналогов; - фасонных отливок из современных литейных алюминиевых (ВАЛ20, АЛ4МС) и магниевых (ВМЛ18, ВМЛ20) сплавов, полученных литьем в разовые формы из холоднотвердеющих смесей (ХТС) и формы, изготовленные трехмерной печатью, для деталей системы рулевого управления, внутреннего набора и агрегатов перспективных самолетов и вертолетов; - нового жаропрочного литейного магниевого сплава ВМЛ25 системы Mg-РЗМ-Zr с повышенным пределом прочности при температурах эксплуатации от 20 до 250°С. Работы выполнены в рамках реализации комплексных научных направлений 8.4. «Высокопрочные коррозионностойкие свариваемые магниевые и литейные алюминиевые сплавы для изделий авиакосмической техники нового поколения» и 10.10. «Энергоэффективные, ресурсосберегающие и аддитивные технологии изготовления деформированных полуфабрикатов и фасонных отливок из магниевых и алюминиевых сплавов» («Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года»)

Ключевые слова: разработка технологий деформации поковок, фасонное литье из алюминиевых и магниевых сплавов, разовые формы из ХТС и формы, изготовленные трехмерной печатью, жаропрочный магниевый сплав, фазовый состав, механические свойства, development of forging technology, aluminum and magnesium shaped castings, cold-box expendable molds, molds made by 3D-print, heat-resistant magnesium-based alloy, phase composition, mechanical properties

Список литературы

  1. Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» // Авиационные материалы и технологии. 2015. №1 (34). С. 3-33. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33.
  2. Каблов Е.Н. Авиакосмическое материаловедение // Все материалы. Энциклопедический справочник. 2008. №3. С. 2-14.
  3. Каблов Е.Н. Материалы и химические технологии для авиационной техники // Вестник Российской академии наук. 2012. Т. 82. №6. С. 520-530.
  4. Волкова Е.Ф., Антипов В.В. Магниевые деформируемые сплавы // Все материалы. Энциклопедический справочник. 2012. №5. С. 20-26.
  5. Корнышева И.С., Волкова Е.Ф., Гончаренко Е.С., Мухина И.Ю. Перспективы применения магниевых и литейных алюминиевых сплавов // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 212-222.
  6. Каблов Е.Н., Оспенникова О.Г., Вершков А.К. Редкие металлы и редкоземельные элементы - материалы современных и будущих высоких технологий // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2013. №2. Ст. 01. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 14.09.2016).
  7. Каблов Е.Н. Авиационное материаловедение: итоги и перспективы // Вестник Российской академии наук. 2002. Т. 72. №1. С. 3-12.
  8. Каблов Е.Н. Конструкционные и функциональные материалы - основа экономического и научно-технического развития России // Вопросы материаловедения. 2006. №1. С. 64-67.
  9. Волкова Е.Ф., Рохлин Л.Л., Бецофен С.Я., Акинина М.В. Исследование влияния РЗЭ иттриевой и цериевой подгрупп на свойства магниевых сплавов // Технология легких сплавов. 2014. №2. С.42-48.
  10. Волкова Е.Ф. Анализ и итоги Международной конференции «Магний-21. Новые горизонты» (обзор) // Авиационные материалы и технологии. 2016. №1 (40). С. 86-94. DOI: 10.18577/2071-9140-2016-0-1-86-94.
  11. Volkova E.F. Some Regular Features of Formation of Phase Composition in a Magnesium Alloy of the Mg-Zn-Zr-Y System // Metal Science and Heat Treatment, 2014. Vol. 55. No. 9-10. Р. 477-482.
  12. Волкова Е.Ф., Мухина И.Ю. Новые материалы на магниевой основе и высокоресурсные технологии их производства // Технология легких сплавов. 2007. №2. С. 28-34.
  13. Гончаренко Е.С., Трапезников А.В., Огородов Д.В. Литейные алюминиевые сплавы (к 100-летию со дня рождения М.Б. Альтмана) // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2014. №4. Ст. 02 URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 07.10.2016). DOI: 10.18577/2307-6046-2014-0-4-2-2.
  14. Гончаренко Е.С., Алябьев И.П., Трапезников А.В., Огородов Д.В. Получение отливок из сплава ВАЛ20 путем оптимизации конструкции деталей изделий ОАО «Туполев» // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2014. №8. Ст. 01. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 25.01. 2016). DOI: 10.18577/2307-6046-2014-0-8-1-1.
  15. Леонов А.А., Дуюнова В.А., Ступак Е.В., Трофимов Н.В. Литье магниевых сплавов в разовые формы, полученные новыми методами // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2014. №12. Ст. 01. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 07.10. 2016). DOI: 10.18577/2307-6046-2014-0-12-1-1
  16. Уридия З.П., Мухина И.Ю., Дуюнова В.А., Косарина Е.И. Контроль качества литья из магниевых сплавов и способы восстановления герметичности отливок // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2014. №12. Ст. 04. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 07.10.2016). DOI: 10.18577/2307-6046-2014-0-12-4-4.
  17. Гончаренко Е.С., Алябьев И.П., Трапезников А.В., Огородов Д.В. Технологии получения фасонных отливок из технологичного герметичного сплава АЛ4МС // Литейщик России. 2014. №7. С. 12-16.
  18. Мухина И.Ю. Структура и свойства новых литейных магниевых сплавов // Литейное производство. 2011. №12. С. 12-14.
  19. Рохлин Л.Л. Магниевые сплавы, содержащие редкоземельные металлы. М.: Наука, 1980. 192 с.
  20. Мухина И.Ю., Дуюнова В.А., Фролов А.В., Уридия З.П. Влияние легирования РЗМ на жаропрочность литейных магниевых сплавов // Металлургия машиностроения. 2014. №5. С. 34-38.

DOI: 10.18577/2071-9140-2017-0-S-242-263

УДК: 621.357:621.794.62

Страницы: 242-263

С.С. Виноградов1, А.А. Никифоров1, С.А. Демин1, Д.В. Чесноков1

[1] Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов», admin@viam.ru

ЗАЩИТА ОТ КОРРОЗИИ УГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЕЙ

Разработанные во ФГУП «ВИАМ» гальванотермическое (толщиной 6-12 мкм) и неорганическое композиционное (толщиной 45-60 мкм) покрытия для защиты от коррозии углеродистых сталей по защитной способности существенно превышают все известные покрытия анодного типа и впервые сравнялись по свойствам с кадмиевыми покрытиями: более 8000 ч в камере солевого тумана, что в несколько раз больше запланированных значений в стратегических направлениях на 2016 г. Разработанная во ФГУП «ВИАМ» технология удаления продуктов коррозии неорганического композиционного покрытия и стальной основы, а также местного нанесения этого покрытия позволяет восстанавливать антикоррозионное покрытие без демонтажа деталей и в «полевых» условиях, что 1,5 раза увеличивает календарный срок эксплуатации стальных деталей. Работа выполнена в рамках реализации комплексного научного направления 17.2. «Шликерные, газодинамические и комбинированные покрытия для деталей из углеродистых сталей, в том числе высокопрочных» («Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года»)

Ключевые слова: гальванотермическое покрытие, неорганическое композиционное покрытие, цинк, олово, фосфаты, алюминиевый порошок, микроструктура, механические испытания, ремонт, защитная способность, galvanothermal coating, inorganic composition coating, zinc, tin, phosphates, aluminum powder, microstructure, mechanical tests, repair, protective ability

Список литературы

  1. Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» // Авиационные материалы и технологии. 2015. №1 (34). С. 3-33. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33.
  2. Каблов Е.Н., Старцев О.В., Медведев И.М. Обзор зарубежного опыта исследований коррозии и средств защиты от коррозии // Авиационные материалы и технологии. 2015. №2 (35). С. 76-87. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-2-76-87.
  3. Каблов Е.Н. Шестой технологический уклад // Наука и жизнь. 2010. №4. С. 2-7.
  4. Дьяченко С.С., Пономаренко И.В., Дуб С.Н. Роль состояния поверхностного слоя стальных изделий в их поведении при деформации // Металловедение и термическая обработка металлов. 2015. №5 (719). С. 3-11.
  5. Янюшевич З., Гулишья З., Михайлович М., Патарич А. Влияние отпуска на механические свойства и микроструктуру высокопрочной низколегированной стали // Металловедение и термическая обработка металлов. 2014. №2 (704). С. 23-25.
  6. Фарбер В.М., Селиванова О.В., Арабей А.Б., Полухина О.Н., Маматназаров А.С. Влияние термической обработки на комплекс механических свойств сталей класса прочности К65 (Х80) // Металловедение и термическая обработка металлов. 2014. №8 (710). С. 53-55.
  7. Тетюева Т.В., Иоффе А.В., Выбойщик М.А., Князькин С.А., Трифонова Е.А., Зырянов А.О. Влияние модифицирования, микролегирования и термической обработки на коррозионную стойкость и механические свойства стали 15Х5М // Металловедение и термическая обработка металлов. 2012. №10 (688). С. 15-22.
  8. Юршев В.И., Мукатдаров Р.И., Юршев И.В. Поверхностное упрочнение инструмента нанесением пиролитического карбидохромового покрытия // Металловедение и термическая обработка металлов. 2015. №2 (716). С. 48-52.
  9. Макаров А.В., Соболева Н.Н., Малыгина И.Ю., Осинцева А.Л. Формирование износостойкого хромоникелевого покрытия с особо высоким уровнем теплостойкости комбинированной лазерно-термической обработкой // Металловедение и термическая обработка металлов. 2015. №3 (717). С. 39-46.
  10. Будиновский С.А., Мубояджян С.А., Гаямов А.М., Матвеев П.В. Разработка ионно-плазменных жаростойких металлических слоев теплозащитных покрытий для охлаждаемых рабочих лопаток турбин // Металловедение и термическая обработка металлов. 2013. №12 (702). С. 16-21.
  11. Виноградов С.С. Экологически безопасное гальваническое производство / под ред. В.Н. Кудрявцева. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Глобус, 2002. 352 с.
  12. Вячеславов П.М. Электролитическое осаждение сплавов. Л.: Машиностроение, 1986. 112 с.
  13. Елинек Т.В. Успехи гальванотехники. Обзор мировой литературы за 1997-98 гг. // Гальванотехника и обработка поверхности. 1999. Т. 7. №2. С. 16-19.
  14. Таранцева К.Р., Николотов А.Д. Электроосаждение сплава олово-цинк из стабилизированного пирофосфатного электролита как альтернатива кадмиевому покрытию // Коррозия: материалы, защита. 2014. №3. С. 27-30.
  15. Целуйкин В.Н., Корешкова А.А. О коррозионных свойствах композиционных покрытий цинк-углеродные нанотрубки // Коррозия: материалы, защита. 2014. №3. С. 31-34.
  16. Жирнов А.Д., Каримова С.А., Овсянникова Л.В., Губенкова О.А. Новые защитные покрытия для стальных деталей вместо кадмиевых // Металловедение и термическая обработка металлов. 2003. №1. С. 21-24.
  17. Каримова С.А., Павловская Т.Г. Разработка способов защиты от коррозии конструкций, работающих в условиях космоса // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2013. №4. Ст. 02. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 08.09.2016).
  18. Corrosion resistant coating system and method: pat. 6613452 US; publ. 02.09.03.
  19. Способ получения на стали двухслойных гальванических покрытии цинк-олово: пат. 5365230 Япония; заявл. 25.11.76; опубл.10.06.78.
  20. Виноградов С.С., Никифоров А.А., Балахонов С.В. Замена кадмия. Этап 1. Повышение защитной способности цинковых покрытий: термоиммерсионное и модифицированное покрытия // Авиационные материалы и технологии. 2015. №4 (37). С. 53-60. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-4-53-60.
  21. Никифоров А.А., Закирова Л.И., Виноградов С.С. Термоиммерсионное покрытие цинк+олово контактное // Коррозия: материалы, защита. 2016. №8. С. 34-41.
  22. ГОСТ 9.005-72. Допустимые и недопустимые контакты металлов. Общие требования. М., 1972. 27 с.
  23. Диаграммы состояния двойных металлических систем: справочник в 3 т. / под общ. ред. Н.П. Лякишева. М.: Машиностроение, 2000. Т. 3, кн. 2. С. 340-341.
  24. Каблов Е.Н., Никифоров А.А., Демин С.А., Чесноков Д.В., Виноградов С.С. Перспективные покрытия для защиты от коррозии углеродистых сталей // Сталь. 2016. №6. С. 70-81.
  25. Продан Е.А., Продан Л.И., Ермоленко Н.Ф. Триполифосфаты и их применение. Минск: Наука и техника, 1969. 536 с.
  26. Inorganic coating and bonding composition: pat. 3248251 US; publ. 26.04.66.
  27. Coated Part, Coating Therefor and Method of Forming Same: pat. 4564555 US; publ. 14.01.86.
  28. Coating composition containing undissolved hexavalent chromium salt: pat. 4889558 US; publ. 26.12.89.
  29. Coating compositions containing unreacted hexavalent chromium, a method of applying and an article: pat. 4975330 US; publ. 04.12.90.
  30. Flake materials in coating compositions: pat. 5066540 US; publ. 19.11.91.
  31. Phosphate bonding composition: pat. 5968240 US; publ. 19.10.99.
  32. Environmentally friendly coating compositions, bonding solution, and coated parts: pat. 5652064 US; publ. 29.01.97.
  33. Phosphate bonded aluminum coatings: pat. 6074464 US; publ. 13.11.00.
  34. Способ нанесения защитных покрытий: пат. 1560621 Рос. Федерация; опубл. 30.04.90.
  35. Способ нанесения защитного покрытия на детали: пат. 2036978 Рос. Федерация; опубл. 09.06.95.
  36. Состав для нанесения защитного покрытия на детали, изготовленные из жаропрочных никелевых сплавов: пат. 1773078 Рос. Федерация; опубл. 10.11.00.
  37. Сычев М.М. Неорганические клеи. 2-е изд., перераб. и доп. Л.: Химия, 1986. 152 с.
  38. Состав для получения защитного покрытия на стальных деталях: пат. 2480534 Рос. Федерация; опубл. 27.04.13.
  39. Способ нанесения защитного покрытия на стальные детали: пат. 2510716 Рос. Федерация; опубл. 10.04.14.
  40. Виноградов С.С., Демин С.А. Термостойкое защитное неорганическое композиционное покрытие // Перспективные материалы. 2013. №12. С. 19-24.
  41. Демин С.А., Губенкова О.А., Каримова С.А., Виноградов С.С. Термостойкое композиционное покрытие на основе фосфатов для защиты высокопрочных сталей от коррозии // Сталь. 2013. №6. С. 77-79.
  42. Виноградов С.С., Демин С.А., Балахонов С.В., Кириллова О.Г. Неорганические композиционные покрытия - перспективное направление в области защиты от коррозии углеродистых сталей // Авиационные материалы и технологии. 2016. №2 (41). С. 76-87. DOI: 10.18577/2071-9140-2016-0-2-76-87.
  43. Виноградов С.С., Балахонов С.В., Демин С.А., Кириллова О.Г. Влияние шлифования композиционного покрытия на его электрохимическое поведение в коррозионной среде // Коррозия: материалы, защита. 2016. №1. С. 39-47.

DOI: 10.18577/2071-9140-2017-0-S-264-271

УДК: 629.7:66.017

Страницы: 264-271

Д.В. Гращенков1

[1] Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов», admin@viam.ru

СТРАТЕГИЯ РАЗВИТИЯ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ, МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ И ТЕПЛОЗАЩИТЫ

Проведен анализ развития науки и технологий за рубежом. Показано, что для создания сложных технических систем различного назначения, в том числе нового поколения изделий авиационной и космической техники, двигательных и энергетических установок, в области материаловедения активно проводятся разработки металлических, керамических и металлокерамических композиционных материалов, а также функциональных теплозащитных, теплоизоляционных материалов и волокнистых компонентов на основе тугоплавких соединений и технологий их переработки. Приведены результаты разработок ФГУП «ВИАМ» в этой области материаловедения.

Ключевые слова: металлические, керамические и металлокерамические композиционные материалы, функциональные теплозащитные, теплоизоляционные материалы, тугоплавкие соединения, metal, ceramic and ceramic-metal composite materials, functional heat-protective, heatinsulating materials, high-melting connections

Список литературы

  1. Каблов Е.Н. Шестой технологический уклад // Наука и жизнь. 2010. №4. С. 2-7.
  2. Каблов Е.Н. Современные материалы - основа инновационной модернизации России // Металлы Евразии. 2012. №3. С. 10-15.
  3. Каблов Е.Н. Авиакосмическое материаловедение // Все материалы. Энциклопедический справочник. 2008. №3. С. 2-14.
  4. Гращенков Д.В., Чурсова Л.В. Стратегия развития композиционных и функциональных материалов // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 231-242.
  5. Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» // Авиационные материалы и технологии. 2015. №1 (34). С. 3-33. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33.
  6. Каблов Е.Н., Гращенков Д.В., Исаева Н.В., Солнцев С.С., Севастьянов В.Г. Перспективные высокотемпературные керамические композиционные материалы // Российский химический журнал. 2010. Т. LIV. №1. С. 20-24.
  7. Гращенков Д.В., Сорокин О.Ю., Лебедева Ю.Е., Ваганова М.Л. Особенности спекания тугоплавкой керамики на основе HfB2 методом искрового плазменного спекания // Журнал прикладной химии. 2015. Т. 88. Вып. 3. С. 162-169.
  8. Каблов Е.Н., Щетанов Б.В., Ивахненко Ю.А., Балинова Ю.А. Перспективные армирующие высокотемпературные волокна для металлических и керамических композиционных материалов // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2013. №2. Ст. 05. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 25.06.2016).

DOI: 10.18577/2071-9140-2017-0-S-272-289

УДК: 678.6:62-762

Страницы: 272-289

Ю.А. Ивахненко1, Б.В. Баруздин1, Н.М. Варрик1, В.Г. Максимов1

[1] Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов», admin@viam.ru

ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЕ ВОЛОКНИСТЫЕ УПЛОТНИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

В настоящее время одним из востребованных типов материалов являются уплотнительные материалы для работы при высоких температурах. Представлены материалы для высокотемпературных уплотнений, разработанные как за рубежом, так и в России - в частности во ФГУП «ВИАМ». Рассмотрены свойства материалов, методы их получения и области применения.

Ключевые слова: уплотнения, керамические волокна, шнуры, тугоплавкие оксиды, seals, ceramic fibers, cords, refractory oxides

Список литературы

  1. Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» // Авиационные материалы и технологии. 2015. №1 (34). С. 3-33. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33.
  2. Каблов Е.Н. Конструкционные и функциональные материалы - основа экономического и научно-технического развития России // Вопросы материаловедения. 2006. №1. С. 64-67.
  3. Каблов Е.Н. России нужны материалы нового поколения // Редкие земли. 2014. №3. С. 8-13.
  4. Тинякова Е.В., Гращенков Д.В. Теплоизоляционный материал на основе муллито-корундовых и кварцевых волокон // Авиационные материалы и технологии. 2012. №3. С. 43-46.
  5. Каблов Е.Н., Щетанов Б.В., Ивахненко Ю.А., Балинова Ю.А. Перспективные армирующие высокотемпературные волокна для металлических и керамических композиционных материалов //Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2013. №2. Ст. 05. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 16.05.2016).
  6. Каблов Е.Н., Щетанов Б.В. Волокнистые теплоизоляционные и теплозащитные материалы: свойства, области применения // Фундаментальные проблемы высокоскоростных течений: сб. тез. докл. Междунар. науч.-технич. конф. Жуковский, 2004. С. 95-96.
  7. Шнур: пат. 2233356 Рос. Федерация; заявл. 31.10.02; опубл. 27.04.04, Бюл. №21. 4 с.
  8. Компании IFI Technical Production Company: офиц. сайт. URL: http://www.ifi-techproduction.cn (дата обращения: 07.10.2016).
  9. Method and apparatus for blending ceramic fibers with carrier fibers: pat. 3012289 US; publ. 12.12.61. 7 p.
  10. Heat resistant fibrous products containing ceramic fibers and method of making the: pat. 3090103 US; publ. 21.05.63. 5 p.
  11. Компании Unifrax: офиц. сайт. URL: http://www.unifrax.com (дата обращения: 07.10.2016).
  12. Glass fibre yarn: pat. 2497239 FR; publ. 02.07.82. 6 p.
  13. Ceramic fibre yarn with high thermal resistance, mechanical strength and chemical inertia, corresponding production process and manufactured articles manufactured using the said yarn: pat. 1278097 IT; publ. 17.11.97. 34 p.
  14. Inorganic oxide fibres and their production: pat. 4792478 US; publ. 20.12.88. 14 p.
  15. High-temperature, flexible, thermal barrier seal: pat. 5014917 US; publ. 14.05.91. 7 p.
  16. High-temperature, bellows hybrid seal: pat. 5332239 US; publ. 26.06.94. 8 p.
  17. Resilient braided rope seal: pat. 6039325 US; publ. 21.03.00. 12 p.
  18. Максимов В.Г., Варрик Н.М. Высокотемпературная керамическая теплоизоляция (обзор) // Новости материаловедения. Наука и техника: электрон. науч.-технич. журн. 2015. №6. Ст. 09. URL: http://www.materialsnews.ru (дата обращения: 07.10.2016).
  19. Ивахненко Ю.А., Варрик Н.М. Материалы для высокотемпературных уплотнений (обзор) // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2015. №6. Ст. 02. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 07.10.2016). DOI: 10.18577/2307-6046-2015-0-6-2-2.
  20. Зимичев А.М., Варрик Н.М., Сумин А.В. Нити из тугоплавких оксидов для уплотнительной теплоизоляции // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2015. №6. Ст. 05. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 07.10.2016). DOI: 10.18577/2307-6046-2015-0-6-5-5.
  21. Зимичев А.М., Варрик Н.М. К вопросу применения дискретных волокон из тугоплавких оксидов для формирования сердечника термостойких уплотнительных шнуров // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2015. №2. Ст. 07. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 07.10.2016). DOI: 10.18577/2307-6046-2015-0-2-7-7.
  22. Щеглова Т.М., Зимичев А.М., Варрик Н.М. Исследование образцов шнура из волокон Fiberfrax // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2014. №9. Ст. 05. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 07.10.2016). DOI: 10.18577/2307-6046-2014-0-9-5-5.

DOI: 10.18577/2071-9140-2017-0-S-290-305

УДК: 621.763

Страницы: 290-305

Д.В. Гращенков1, М.Л. Ваганова1, Н.Е. Щеголева1, А.С. Чайникова1, Ю.Е. Лебедева1

[1] Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов», admin@viam.ru

ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ СТЕКЛОКРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ БАРИЙАЛЮМОСИЛИКАТНОГО СОСТАВА, ПОЛУЧЕННЫЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ ЗОЛЬ-ГЕЛЬ СИНТЕЗА, И КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ЕГО ОСНОВЕ

Повышенные рабочие температуры, воздействие агрессивных сред и динамических нагрузок - это одни из самых жестких условий эксплуатации современных материалов, применяемых в двигателе- и машиностроении, авиационной и космической технике, энергетике. Стеклокристаллические, стеклокерамические и керамические материалы термодинамически стабильны, обладают высокой коррозионной устойчивостью, низкими значениями температурного коэффициента линейного расширения и являются перспективными для применения в широких областях промышленности. Однако из-за высокой хрупкости данные материалы плохо работают при воздействии механических нагрузок. Одним из решений данной проблемы является создание композиционных материалов, армированных разными типами волокон, определяющими уровень механических свойств готового материала. Стеклокристаллические материалы алюмосиликатных систем SiO2-Al2O3-RO (RO: MgO, SrO, BaO и их комбинации) являются перспективными при создании высокотемпературных композиционных материалов, поскольку доминирующие кристаллические фазы, выделяющиеся при термообработке, имеют высокие температуры плавления. Но получение данного класса материала по традиционным стекольной или керамической технологиям связано с применением высоких температур (˃1600°С). Этого недостатка лишены низкотемпературные методы получения материалов, например, получивший широкое применение золь-гель синтез, главными преимуществами которого являются снижение температуры синтеза и возможность получения материала заданного фазового состава. В данной статье рассматриваются вопросы получения стеклокристаллического материала барийалюмосиликатного состава с применением золь-гель синтеза, показаны результаты исследования процессов гелеобразования, структурных превращений на всех этапах перехода «золь → гель → кристаллическая фаза». Показана перспективность применения стеклокристаллического материала барийалюмосиликатного состава в качестве матрицы высокотемпературных композиционных материалов, армированных оксидными и неоксидными непрерывными волокнами .

Ключевые слова: золь-гель метод, стеклокристаллические материалы, барийалюмосиликатная система (BAS), композиционные материалы, горячее прессование, the sol-gel synthes, glass-crystalline materials, silica-barium-alumina composition (BAS), composite materials, hot pressing

Список литературы

  1. SiON low dielectric constant ceramic nanocomposite: pat. 5677252 US; publ. 14.10.91.
  2. Modified cordierite glass ceramic composite: pat. 4711860 US; publ. 08.12.87.
  3. Chin R.E., Haun M.J., Kim C.Y., Rice D.B. Microstructures and properties of 3 composites of aluminia, mullite and monoclinic SrAl2Si2O8 // Journal of the American Ceramic Society. 2000. Vol. 83. Issue 11. P. 2668-2672.
  4. Каблов Е.Н., Гращенков Д.В., Исаева Н.В., Солнцев С.С., Севастьянов В.Г. Высокотемпературные конструкционные композиционные материалы на основе стекла и керамики для перспективных изделий авиационной техники // Стекло и керамика. 2012. №4. С. 7-11.
  5. Каблов Е.Н., Гращенков Д.В., Исаева Н.В., Солнцев С.С., Севастьянов В.Г. Перспективные высокотемпературные керамические композиционные материалы // Российский химический журнал. 2010. Т. LIV. №1. С. 20-24.
  6. Чайникова А.С., Орлова Л.А., Попович Н.В., Лебедева Ю.Е., Cолнцев С.Ст. Функциональные композиты на основе стекло/стеклокристаллических матриц и дискретных наполнителей: свойства и области применения (обзор) // Авиационные материалы и технологии. 2014. №S6. С. 52-58. DOI: 10.18577/2071-9140-2014-0-s6-52-58.
  7. Чайникова А.С., Орлова Л.А., Попович Н.В., Лебедева Ю.Е., Солнцев С.Ст. Дисперсноупрочненные композиты на основе стекло/стеклокристаллических матриц: свойства и области применения (обзор) // Авиационные материалы и технологии. 2014. №3. С. 45-54. DOI: 10.18577/2071-9140-2014-0-3-45-54.
  8. Гращенков Д.В., Солнцев С.Ст., Щеголева Н.Е., Наумова А.С., Гапонов Б.Н. Стеклокерамический композиционный материал // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 368-372.
  9. Христов Ц.И. Золь-гель технология силикатных материалов. М.: РХТУ, 1995. 232 с.
  10. Dislish H. Sol-gel: science, processes and products // J. Non-Cryst. Solids. 1986. Vol. 80. P. 115-116.
  11. Семченко Г.Д. Золь-гель процесс в керамической технологии. Харьков: БИ, 1997. 144 с.
  12. Андрианов Н.Т. Золь-гель метод в технологии оксидных материалов // Стекло и керамика. 2003. №10. C. 17-22.
  13. Winter W. Characterization of BaO-Al2O3-SiO2 gels during heat - treatment // J. Mat. Science. 1996. Vol. 31. P. 3087-3094.
  14. Feng Ye, Gu J.C., Zhou Y., Iwasa M. Synthesis of BaAl2Si2O8 glass-ceramic by a sol-gel method and the fabrication of SiCpl / BaAl2Si2O8 composites // J. of European Cer. Soc. 2003. Vol. 23. Р. 2203-2209.
  15. Симоненко Е.П., Симоненко Н.П., Севастьянов В.Г., Гращенков Д.В., Кузнецов Н.Т., Каблов Е.Н. Функционально градиентный композиционный материал SiC/(ZrO2-HfO2-Y2O3), полученный с применением золь-гель метода // Композиты и наноструктуры. 2011. №4. С. 52-64.
  16. Каблов Е.Н., Гращенков Д.В., Уварова Н.Е. Исследования методом инфракрасной спектроскопии структурных изменений гелей в процессе термической обработки при получении высокотемпературных стеклокерамических материалов по золь-гель технологии // Авиационные материалы и технологии. 2011. №2. С. 22-25.
  17. Лебедева Ю.Е., Гращенков Д.В., Попович Н.В., Орлова Л.А., Чайникова А.С. Разработка и исследование термостабильных покрытий, полученных золь-гель методом в системе Y2O3-Al2O3-SiO2, для SiC-содержащих материалов // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журнал. 2013. №12. Ст. 03. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 08.10.2016).
  18. Лебедева Ю.Е., Попович Н.В., Орлова Л.А. Защитные высокотемпературные покрытия для композиционных материалов на основе SiC // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журнал. 2013. №2. Ст. 06. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 08.10.2016).
  19. Dislich H. History and principles of the sol-gel process and some multicomponent oxide coating // J. of Non-Crystalline Solids. 1982. Vol. 48. Р. 11-16.
  20. Шабанова Н.А., Саркисов П.Д. Основы золь-гель технологии нанодисперсного кремнезема. М.: Академкнига, 2004. 208 с.
  21. Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» // Авиационные материалы и технологии. 2015. №1 (34). С. 3-33. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33.

DOI: 10.18577/2071-9140-2017-0-S-306-317

УДК: 621.762.5

Страницы: 306-317

М.Л. Ваганова1, О.Ю. Сорокин1, И.В. Осин1

[1] Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов», admin@viam.ru

СОЕДИНЕНИЕ КЕРАМИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ МЕТОДОМ ИСКРОВОГО ПЛАЗМЕННОГО СПЕКАНИЯ

Изучена возможность соединения карбидокремниевой керамики методом искрового плазменного спекания. Показано, что увеличение температуры процесса SPS/FAST и добавка порошков SiC и B в базовый состав композиции для соединения (С+Si) позволяет значительно улучшить однородность шва соединения и повысить термостойкость паяной конструкции. Установлено, что введение добавки бора в состав композиции для соединения позволяет свести к нулю содержание свободного кремния, что недостижимо при его отсутствии в составе композиции. Работа выполнена в рамках реализации комплексного направления 14.2. «Новые технологии получения сверхвысокотемпературных керамических композиционных материалов и покрытий» («Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года»)

Ключевые слова: метод гибридного искрового плазменного спекания (SPS/FAST), соединение карбида кремния, термостойкость, spark plasma sintering (SPS/FAST), silicone carbide joining, thermal shock resistance

Список литературы

  1. Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» // Авиационные материалы и технологии. 2015. №1 (34). С. 3-33. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33.
  2. Сорокин О.Ю., Гращенков Д.В., Солнцев С.Ст., Евдокимов С.А. Керамические композиционные материалы с высокой окислительной стойкостью для перспективных летательных аппаратов (обзор) // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2014. №6. Ст. 08. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 14.10.2016). DOI: 10.18577/23076046-2014-0-6-8-8.
  3. David P., Audubert F., Chaumat V. et al. SiC/SiC composites for GFR fuel claddings // CLEFS CEA. 2010. No. 59. P. 26-30.
  4. Компания General Electric: офиц. сайт. URL: http://www.ge.com (дата обращения: 01.10.2016).
  5. Lacombe A., Spriet P., Allaria A., Bouillon E., Habarou G. Ceramic matrix composites to make breakthroughs in aircraft engine performance // 50th Conference «Structures, Structural Dynamics, and Materials» (May 4-7, 2009). USA, California, Palm Springs, 2009. P. 1-11. DOI: 10.2514/6.2009-2675.
  6. Сорокин О.Ю. К вопросу о механизме взаимодействия углеродных материалов с кремнием (обзор) // Авиационные материалы и технологии. 2015. №1 (34). С. 65-70. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-65-70.
  7. Рыльников В.С. Вопросы по пайке, решенные в процессе изготовления изделия «Буран» // Авиационные материалы и технологии. 2013. №S1. С. 33-34.
  8. Гнесин Г.Г. Карбидокремниевые материалы. М.: Металлургия, 1977. 216 с.
  9. Солнцев Ст.С., Розененкова В.А., Миронова Н.А. Высокотемпературные стеклокерамические покрытия и композиционные материалы // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 359-368.
  10. Каблов Е.Н., Ломберг Б.С., Оспенникова О.Г. Создание современных жаропрочных материалов и технологий их производства для авиационного двигателестроения // Крылья Родины. 2012. №3-4. С. 34-38.
  11. Katoh Y., Snead L.L., Cheng T. et al. Relation-tolerant joining technologies for silicon carbide ceramics and composites // J. Nuc. Mat. 2014. No. 448. P. 497-511.
  12. Каблов Е.Н., Гращенков Д.В., Исаева Н.В., Солнцев С.С., Севастьянов В.Г. Перспективные высокотемпературные керамические композиционные материалы // Российский химический журнал. 2010. Т. LIV. №1. С. 20-24.
  13. Singh M. Microstructure and mechanical properties of reaction-formed joints in reaction-bonded silicon carbide ceramics // J. Mater. Sci. 1998. P. 5781-5787.
  14. Рыльников В.С., Афанасьев-Ходыкин А.Н., Красиков М.И. Исследование ремонтной технологии исправления дефектов паяных соединений топливных коллекторов // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2013. №12. Ст. 02. URL: http://www.viam-works.ru. (дата обращения: 13.10.2016).
  15. Zheng J. Green state joining of silicon carbide using polymer precursors: Ph.D. Dissertation. Iowa State University, 2000. 128 p.
  16. Каблов Е.Н., Гращенков Д.В., Исаева Н.В., Солнцев С.С., Севастьянов В.Г. Высокотемпературные конструкционные композиционные материалы на основе стекла и керамики для перспективных изделий авиационной техники // Стекло и керамика. 2012. №4. С. 7-11.
  17. Advances in brazing: science, technology and applications / ed. by D.P. Sekulić. 2003. 619 p.
  18. Рыльников В.С., Лукин В.И. Припои, применяемые для пайки материалов авиационного назначения // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2013. №8. Ст. 02. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 13.10.2016).
  19. Гращенков Д.В., Сорокин О.Ю., Лебедева Ю.Е., Ваганова М.Л. Особенности спекания тугоплавкой керамики на основе HfB2 методом искрового плазменного спекания // Журнал прикладной химии. 2015. Т. 88. Вып. 3. С. 162-169.
  20. Тарабанов А.С., Костиков В.И. Силицированный графит. М.: Металлургия, 1977. 208 с.
  21. Kablov E.N., Grashchenkov D.V., Isaeva N.V., Solntsev S.St. Perspective high-temperature ceramic composite materials // Russian Journal of General Chemistry. 2011. Vol. 81. No. 5. P. 986-991.
  22. Шуршаков А.Н., Дергунова В.С., Меерсон Г.А., Сизов Б.А. Исследование влияния добавок бора на науглероживание кремния // Конструкционные материалы на основе графита. М.: Металлургия, 1971. Вып. 6. С. 124-131.

DOI: 10.18577/2071-9240-2017-0-S-318-328

УДК: 669.018.95

Страницы: 318-328

Д.В. Гращенков1, И.Ю. Ефимочкин1, А.Н. Большакова1

[1] Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов», admin@viam.ru

ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЕ МЕТАЛЛОМАТРИЧНЫЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ, АРМИРОВАННЫЕ ЧАСТИЦАМИ И ВОЛОКНАМИ ТУГОПЛАВКИХ СОЕДИНЕНИЙ

Приведены результаты, полученные в рамках реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» (направление 12. «Металломатричные и полиматричные композиционные материалы») [1], по разработке металлических композиционных материалов (МКМ) на основе матриц Mo, Nb, Fe, Ni, армированных частицами и волокнами тугоплавких соединений. Для волокон тугоплавких соединений, используемых для армирования металлических композиционных материалов, представлены варианты барьерных покрытий и предложены способы их нанесения. Для металлических композиционных материалов, упрочненных частицами тугоплавких соединений, представлена технология сфероидизации композиционных гранул в потоке термической плазмы с целью адаптации порошков для использования в аддитивных технологиях.

Ключевые слова: композиционные материалы, дисперсное упрочнение, механическое легирование, порошковая металлургия, composite materials, dispersion strengthening, mechanical alloying, powder metallurgy

Список литературы

  1. Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» // Авиационные материалы и технологии. 2015. №1 (34). С. 3-33. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33.
  2. Каблов Е.Н., Толорайя В.Н. ВИАМ - основоположник отечественной технологии литья монокристаллических турбинных лопаток ГТД и ГТУ // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 105-117.
  3. Каблов Е.Н., Светлов И.Л., Ефимочкин И.Ю. Высокотемпературные Nb-Si-композиты // Вестник Московского государственного технического университета им. Н.Э. Бауман. Сер.: Машиностроение. 2011. №SP2. С. 164-173.
  4. Каблов Е.Н., Щетанов Б.В., Ивахненко Ю.А., Балинова Ю.А. Перспективные армирующие высокотемпературные волокна для металлических и керамических композиционных материалов // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2013. №2. Ст. 05. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 25.06.2016).
  5. Щетанов Б.В., Гращенков Д.В., Ефимочкин И.Ю., Щеглова Т.М. Монокристаллические волокна оксида алюминия для высокотемпературных (до 1400°С) композиционных материалов // Технология машиностроения. 2014. №10 (148). С. 5-9.
  6. Menon E.S.K., Mendiratta M.G., Dimiduk D.M. Oxidation of complex niobium based alloys // International Symposium Niobium; science & technology (December 2-5, 2001). Orlando, Florida. P. 121-146.
  7. Каблов Е.Н., Мубояджян С.А. Жаростойкие и теплозащитные покрытия для лопаток турбины высокого давления перспективных ГТД // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 60-70.
  8. Weiping Hu, Hao Chen, Yonlong Zhong, Jia Song, Gunter Gottstein. Investigations NiAl composites fabricated by matrix coated single crystalline Al2O3-fibers with and without hBN interlayer // Mater. Sci. China. 2008. Vol. 2 (2). P. 182-193.
  9. Bowman R.R., Misra A.K., Arnold S.M. Processing and Mechanical Properties of Al2O3 Fibwe-Reinforced NiAl Composites // Metallurgical and Materials Transactions, 1995. Vol. 26A. P. 615-628.
  10. Бабич Б.Н., Вершинина Е.В., Глебов В.А. и др. Металлические порошки и порошковые материалы: справочник. М.: ЭКОМЕТ, 2005. 520 с.
  11. Оспенникова О.Г. Стратегия развития жаропрочных сплавов и сталей специального назначения, защитных и теплозащитных покрытий // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 19-36.
  12. Каблов Е.Н., Светлов И.Л., Петрушин Н.В. Никелевые жаропрочные сплавы для литья лопаток с направленной и монокристаллической структурой. Ч. II // Материаловедение. 1997. №5. С. 14-16.
  13. Бунтушкин В.П., Каблов Е.Н., Базылева О.А., Морозова Г.И. Сплавы на основе алюминидов никеля // МиТОМ. 1999. №1. С. 32-34.
  14. Бабич Б.Н. Жаропрочные дисперсноупрочненные композиционные материалы для работы при температурах до 1300-1350°С // Авиационные материалы и технологии. М.: ВИАМ, 2003. №1. С. 158-165.
  15. Портной К.И., Бабич Б.Н. Дисперсноупрочненные материалы. М.: Металлургия, 1974. С. 200.
  16. Каблов Е.Н., Ломберг Б.С., Оспенникова О.Г. Создание современных жаропрочных материалов и технологий их производства для авиационного двигателестроения // Крылья Родины. 2012. №3-4. С. 34-38.

DOI: 10.18577/2071-9140-2017-0-S-329-343

УДК: 629.7.023.224

Страницы: 329-343

Ст.С. Солнцев1, В.С. Денисова1, В.А. Розененкова1

[1] Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов», admin@viam.ru

РЕАКЦИОННОЕ ОТВЕРЖДЕНИЕ - НОВОЕ НАПРАВЛЕНИЕ В ТЕХНОЛОГИИ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ ПОКРЫТИЙ И МАТЕРИАЛОВ

Рассмотрены основы создания и свойства высокотемпературных композиционных покрытий и материалов, полученных путем реакционного отверждения. Возможность получения высокого уровня характеристик композиционных материалов и покрытий объясняется формированием уникальной структуры материала в результате химических реакций окисления компонентов материала кислородом атмосферы и последующего стеклообразования. Работа выполнена в рамках реализации комплексного направления 14.2. «Новые технологии получения сверхвысокотемпературных керамических композиционных материалов и покрытий» («Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года»)

Ключевые слова: покрытие, стекло реакционноотверждаемое, тетраборид кремния, никелевые сплавы, углеродокерамический композиционный материал, coating, reactionary curing glass, silicon tetraboride, nickel alloys, carbon ceramic composite material

Список литературы

  1. Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» // Авиационные материалы и технологии. 2015. №1 (34). С. 3-33. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33.
  2. Каблов Е.Н. Тенденции и ориентиры инновационного развития России: сб. информ. матери. 3-е изд., перераб. и доп. М.: ВИАМ, 2015. 720 с.
  3. Каблов Е.Н., Солнцев С.С. Окситермосинтез - новый шаг к материалам для перспективной авиакосмической техники // Авиационные материалы. Избранные труды ВИАМ 1932-2002: юбил. науч.-технич. сб. М.: ВИАМ, 2002. С. 131-137.
  4. Goldstein Н.В. et al. Reaction cured borosilicate glass coatings for low-density fibrous insulation // Borate glasses. Structure, properties, application: plenum press. New-York, 1978. Р. 623-634.
  5. Garofalini S.H., Banas R., Creedon J. Development of high viscosity coatings for advanced Space Shuttle application // 11-th National SAMPE technical conference. Boston, 1979. P.114-124.
  6. Солнцев С.С. Некоторые особенности покрытий для плиток многоразовой теплозащиты орбитальных космических кораблей // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2014. №2. Ст. 01. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 07.04.2016). DOI: 10.18577/2307-6046-2014-0-2-1-1.
  7. Еременко Л.П. Высокотемпературные покрытия для защиты материалов в экстремальных условиях эксплуатации // Современные проблемы неорганической химии. СПб.: Арт-Экспресс, 2016. С. 188-200.
  8. Торопов Н. А. Бараковский В. К. Лапини В. В. и др. Диаграммы состояния силикатных систем: справочник. Л.: Наука, 1972. Вып. 3. Тройные силикатные системы. 448 с.
  9. Солнцев С.С. Защитные технологические покрытия и тугоплавкие эмали. 2-е изд., доп. М.: Ленанд, 2016. 252 с.
  10. Базылева О.А., Аргинбаева Э.Г., Туренко Е.Ю. Жаропрочные литейные интерметаллидные сплавы // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 57-60.
  11. Ночовная Н.А., Иванов В.И., Алексеев Е.Б., Кочетков А.С. Пути оптимизации эксплуатационных свойств сплавов на основе интерметаллидов титана // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 196-206.
  12. Каблов Е.Н., Оспенникова О.Г., Ломберг Б.С. Комплексная инновационная технология изотермической штамповки на воздухе в режиме сверхпластичности дисков из супержаропрочных сплавов // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 129-141.
  13. Каблов Е.Н., Солнцев С.С., Розененкова В.А., Миронова Н.А. Современные полифункциональные высокотемпературные покрытия для никелевых сплавов, уплотнительных металлических материалов и бериллиевых сплавов // Новости материаловедения. Наука и техника: электрон. науч.-технич. журн. 2013. №1. Ст. 05. URL: http://www.materialsnews.ru (дата обращения: 04.04.2016).
  14. Каблов Е.Н., Оспенникова О.Г., Кучеряев В.В., Розененкова В.А., Миронова Н.А., Капитаненко Д.В. Термомеханическое поведение интерметаллидных сплавов систем Ni-Al-Co и Ni-Al-Nb при изотермической деформации // Письма о материалах. 2016. Т. 6. №3. С. 189-194. DOI: 10.22226/2410-3535-2016-3-189-194.
  15. Солнцев С.С., Розененкова В.А., Миронова Н.А., Гаврилов С.В., Швец Н.И., Ямщикова Г.А. Термоармирующие покрытия для теплозвукопоглащающих материалов // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2013. №1. Ст. 04. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 07.04.2016).
  16. Мухаметов Р.Р., Ахмадиева К.Р., Ким М.А., Бабин А.Н. Расплавные связующие для перспективных методов изготовления ПКМ нового поколения // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 260-265.
  17. Бабин А.Н. Связующее полимерных композиционных материалов нового поколения. // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2013. №4. Ст. 11. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 20.10.2016).
  18. Kablov E., Minakov V., Solntsev S., Rosenenkova V., Shvets N. Advanced inorganic structural fiber composites // CIMTEC 2002, 2002. VI. P. 163-167.
  19. Каримбаев Т.Д., Афанасьев Д.В., Даньшин К.А., Николаева М.П., Солнцев С.С., Розененкова В.А., Миронова Н.А. Исследование квазипластичных высокотемпературных углерод-керамических нанокомпозитов для «горячих» деталей авиационных двигателей // Cб. тр. Междунар. науч.-техн. конф. «Авиадвигатели XXI века». М., 2010. С. 371-390.

DOI: 10.18577/2071-9140-2017-0-S-344-348

УДК: 678.8

Страницы: 344-348

А.Е. Раскутин1

[1] Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов», admin@viam.ru

СТРАТЕГИЯ РАЗВИТИЯ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Полимерные композиционные материалы (ПКМ) нового поколения благодаря использованию новых связующих способны обеспечивать все возрастающие требования как к упруго-прочностным характеристикам, необходимым для обеспечения работоспособности конструкций, так и к технологичности. ПКМ нового поколения разработаны с учетом конструкционных и технологических особенностей изготовления деталей и элементов конструкций, т. е. реализована концепция единства при разработке материалов - «материал-технология-конструкция», выдвинутая во ФГУП «ВИАМ».

Ключевые слова: олимерный композиционный материал, углепластик, стеклопластик, органопластик, основные свойства ПКМ, polymer composite material, carbon fiber reinforced plastic, glass fiber reinforced plastic, organic plastic, basic properties of PСM

Список литературы

  1. Каблов Е.Н. Шестой технологический уклад // Наука и жизнь. 2010. №4. С. 2-7.
  2. Каблов Е.Н. Современные материалы - основа инновационной модернизации России // Металлы Евразии. 2012. №3. С. 10-15.
  3. Каблов Е.Н. Авиакосмическое материаловедение // Все материалы. Энциклопедический справочник. 2008. №3. С. 2-14.
  4. Каблов Е.Н. Материалы нового поколения - основа инноваций, технологического лидерства и национальной безопасности России // Интеллект & Технологии. 2016. №2. С. 41-46.
  5. Мухаметов Р.Р., Ахмадиева К.Р., Ким М.А., Бабин А.Н. Расплавные связующие для перспективных методов изготовления ПКМ нового поколения // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 260-265.
  6. Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» // Авиационные материалы и технологии. 2015. №1 (34). С. 3-33. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33.
  7. Гращенков Д.В., Чурсова Л.В. Стратегия развития композиционных и функциональных материалов // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 231-242.
  8. Гуляев И.Н., Власенко Ф.С., Зеленина И.В., Раскутин А.Е. Направления развития термостойких углепластиков на основе полиимидных и гетероциклических полимеров // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2014. №1. Ст. 04. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 12.10.2016). DOI: 10.18577/2307-6046-2014-0-1-4-4.
  9. Железняк В.Г., Мухаметов Р.Р., Чурсова Л.В. Исследование возможности создания термореактивного связующего на рабочую температуру до 400°С // Авиационные материалы и технологии. 2013. №S2. С. 58-61.
  10. Каблов Е.Н. Материалы и технологии ВИАМ для «Авиадвигатель» // Пермские авиационные двигатели: информ. бюл. 2014. №31. С. 43-47.
  11. Каблов Е.Н. О настоящем и будущем ВИАМ и отечественного материаловедения: интервью // Российская академия наук. 2015. 19 января. С. 10-15.
  12. Каблов Е.Н. Композиты: сегодня и завтра // Металлы Евразии. 2015. №1. С. 36-39.

DOI: 10.18577/2071-9140-2017-0-S-349-367

УДК: 678.8

Страницы: 349-367

А.Е. Раскутин1

[1] Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов», admin@viam.ru

РОССИЙСКИЕ ПОЛИМЕРНЫЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ, ИХ ОСВОЕНИЕ И ВНЕДРЕНИЕ В ПЕРСПЕКТИВНЫХ РАЗРАБАТЫВАЕМЫХ КОНСТРУКЦИЯХ

Приведены основные физико-механические характеристики разработанных полимерных композиционных материалов (ПКМ) из стеклянных и углеродных армирующих волокон в сочетании с полимерными связующими на основе эпоксидных, цианэфирных, фталонитрильных и винилэфирных смол, в том числе в сравнении с их зарубежными аналогами. ПКМ нового поколения на основе связующих расплавного типа разрабатывались с учетом конструкционных и технологических особенностей изготовления деталей и элементов конструкций, т. е. реализована концепция единства, выдвинутая во ФГУП «ВИАМ», при разработке материалов - «материал-технология-конструкция», что позволяет существенно сократить сроки и затраты на разработку и внедрение таких материалов.

Ключевые слова: полимерный композиционный материал, углепластик, стеклопластик, органопластик, препрег, основные свойства ПКМ, polymer composite material, carbon fiber, fiberglass, organic plastics, prepreg, basic properties of PCM

Список литературы

  1. Каблов Е.Н. Шестой технологический уклад // Наука и жизнь. 2010. №4. С. 2-7.
  2. Каблов Е.Н. Современные материалы - основа инновационной модернизации России // Металлы Евразии. 2012. №3. С. 10-15.
  3. Каблов Е.Н. Авиакосмическое материаловедение // Все материалы. Энциклопедический справочник. 2008. №3. С. 2-14.
  4. Каблов Е.Н. Материалы нового поколения - основа инноваций, технологического лидерства и национальной безопасности России // Интеллект & Технологии. 2016. №2. С. 41-46.
  5. Мухаметов Р.Р., Ахмадиева К.Р., Ким М.А., Бабин А.Н. Расплавные связующие для перспективных методов изготовления ПКМ нового поколения // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 260-265.
  6. Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» // Авиационные материалы и технологии. 2015. №1 (34). С. 3-33. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33.
  7. Ерасов В.С., Яковлев Н.О., Нужный Г.А. Квалификационные испытания и исследования прочности авиационных материалов // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 440-448.
  8. Гращенков Д.В., Чурсова Л.В. Стратегия развития композиционных и функциональных материалов // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 231-242.
  9. Гуляев И.Н., Власенко Ф.С., Зеленина И.В., Раскутин А.Е. Направления развития термостойких углепластиков на основе полиимидных и гетероциклических полимеров // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2014. №1. Ст. 04. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 12.10.2016). DOI: 10.18577/2307-6046-2014-0-1-4-4.
  10. Полимерное связующее и препреги на его основе: пат. 2510408 Рос. Федерация; опубл. 27.03.2014.
  11. Каблов Е.Н. Материалы и технологии ВИАМ для «Авиадвигатель» // Пермские авиационные двигатели: информ. бюл. 2014. №31. С. 43-47.
  12. Каблов Е.Н. О настоящем и будущем ВИАМ и отечественного материаловедения: интервью // Российская академия наук. 2015. 19 января. С. 10-15.
  13. Каблов Е.Н. Композиты: сегодня и завтра // Металлы Евразии. 2015. №1. С. 36-39.
  14. Хрульков А.В., Душин М.И., Попов Ю.О., Коган Д.И. Исследования и разработка автоклавных и безавтоклавных технологий формования ПКМ // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 292-301.
  15. Железняк В.Г., Мухаметов Р.Р., Чурсова Л.В. Исследование возможности создания термореактивного связующего на рабочую температуру до 400°С // Авиационные материалы и технологии. 2013. №S2. С. 58-61.
  16. История авиационного материаловедения. ВИАМ - 80 лет: годы и люди / под общ. ред. Е.Н. Каблова. М.: ВИАМ. 2012. С. 349-380.
  17. Каблов Е.Н. России нужны материалы нового поколения // Редкие земли. 2014. №3. С. 8-13.

DOI: 10.18577/2071-9140-2017-0-S-368-378

УДК: 678.83

Страницы: 368-378

Г.Ф. Железина1, И.Н. Гуляев1, Н.А. Соловьева1

[1] Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов», admin@viam.ru

АРАМИДНЫЕ ОРГАНОПЛАСТИКИ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ ДЛЯ АВИАЦИОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Рассмотрены свойства новых арамидных органопластиков с повышенными механическими и эксплуатационными характеристиками: ВКО-19Л - для герметичных, стойких к поглощению влаги и эрозионным воздействиям обшивок вертолетов; ВКО-20 - для конструкций, обеспечивающих защиту от механического удара и ударных волн высокой интенсивности. Органопластики необходимы для обеспечения эрозионной стойкости элементов авиационных конструкций в условиях повышенной запыленности, в частности при изготовлении пылезащитного устройства перспективного вертолетного двигателя. Показана возможность дальнейшего совершенствования свойств органопластиков (водопоглощение - не более 1,5%) благодаря использованию новых арамидных волокон типа Русар НТ с целью обеспечения стабильности характеристик конструктивных элементов вертолетов и самолетов при эксплуатации во всепогодных условиях и морском климате. Работа выполнена в рамках реализации комплексного научного направления по проблеме 13.2. «Конструкционные полимерные композиционные материалы» («Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года»)

Ключевые слова: арамидные волокна, органопластик, слоистые полимерные композиционные материалы, aramid fibers, organic plastics, layered polymer composites

Список литературы

  1. Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» // Авиационные материалы и технологии. 2015. №1 (34). С. 3-33. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33.
  2. Каблов Е.Н. Современные материалы - основа инновационной модернизации России // Металлы Евразии. 2012. №3. С. 10-15.
  3. Каблов Е.Н. Материалы и химические технологии для авиационной техники // Вестник Российской академии наук. 2012. Т. 82. №6. С. 520-530.
  4. Каблов Е.Н. Контроль качества материалов - гарантия безопасности эксплуатации авиационной техники // Авиационные материалы и технологии. 2001. №1. С. 3-8.
  5. Гуняев Г.М., Кривонос В.В., Румянцев А.Ф., Железина Г.Ф. Полимерные композиционные материалы в конструкциях летательных аппаратов // Конверсия в машиностроении. 2004. №4 (65). С. 65-69.
  6. Железина Г.Ф. Конструкционные и функциональные органопластики нового поколения // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2013. №4. Ст. 06. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 25.10.2016).
  7. Шульдешова П.М., Деев И.С., Железина Г.Ф. Особенности разрушения арамидных волокон СВМ и конструкционных органопластиков на их основе // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2016. №2. Ст. 11. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 25.10.2016). DOI 10.18577/2307-6046-2016-0-2-11-11.
  8. Железина Г.Ф. Особенности разрушения органопластиков при ударных воздействиях // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 272-277.
  9. Tikhonov I.V., Tokarev A.V., Shorin S.V. et al. Russian aramid fibres: past-present-future // Fibre Chemistry. 2013. No. 5. P. 1-8.
  10. Li C.-S., Zhan M.-S., Huag X.-C., Zhou H., Li Y. Hydrothermal aging mechanisms of aramid fibers via synchrotron small-angle X-ray scattering and dynamic thermal mechanical analysis // Journal of Applied Polymer Science. 2013. Vol. 128. No. 2. P. 1291-1296.
  11. Железина Г.Ф., Войнов С.И., Черных Т.Е., Черных К.Ю. Новые арамидные волокна Русар НТ для армирования конструкционных органопластиков // Вопросы материаловедения. 2015. №1 (81). С. 60-72.
  12. Железина Г.Ф., Шульдешова П.М. Конструкционные органопластики на основе пленочных клеев // Клеи. Герметики. Технологии. 2014. №2. С. 9-14.
  13. Шульдешова П.М., Железина Г.Ф. Влияние атмосферных условий и запыленности среды на свойства конструкционных органопластиков // Авиационные материалы и технологии. 2014. №1. С. 64-68. DOI: 10.18577/2071-9140-2014-0-1-64-68.
  14. Кучеровский А.И., Шульдешова П.М., Железина Г.Ф., Гуляев И.Н. Разработка системы защиты сетчатой конструкции фюзеляжа от негативных воздействий внешних факторов // Все материалы. Энциклопедический справочник. 2016. №9. С. 29-35.
  15. Шульдешова П.М., Железина Г.Ф. Арамидный слоисто-тканый материал для защиты от баллистических и ударных воздействий // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2014. №9. Ст. 06. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 22.06.2016). DOI: 10.18577/2307-6046-2014-0-9-6-6.
  16. Железина Г.Ф., Соловьева Н.А., Орлова Л.Г., Войнов С.И. Баллистически стойкие арамидные слоисто-тканые композиты для авиационных конструкций // Все материалы. Энциклопедический справочник. Композиционные материалы. 2012. №12. С. 23-26.

DOI: 10.18577/2071-9140-2017-0-S-379-387

УДК: 621.792.053

Страницы: 379-387

К.Е. Куцевич1, Л.А. Дементьева1, Н.Ф. Лукина1, Т.Ю. Тюменева1

[1] Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов», admin@viam.ru

КЛЕЕВЫЕ ПРЕПРЕГИ - ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ДЕТАЛЕЙ И АГРЕГАТОВ ИЗ ПКМ

Приведены свойства композиционных материалов клеевых (КМК) на основе широкого ассортимента клеевых препрегов на стекло- и угленаполнителях. Приведены сведения о преимуществах и особенностях технологического процесса изготовления элементов полимерных композиционных материалов (ПКМ) из клеевых препрегов. Указано назначение КМК - для изготовления деталей из ПКМ, в том числе сотовой конструкции одинарной и двойной кривизны, предназначенных для эксплуатации при температурах от -130 до +120°С. Работа выполнена в рамках реализации комплексного научного направления 13.2. «Конструкционные ПКМ» («Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года»)

Ключевые слова: композиционные материалы, клеевые препреги, клеевое связующее, угле- и стеклонаполнители, прочностные характеристики, сотовая конструкция, composite materials, adhesive prepregs, adhesive matrix, carbon- and glass fillers, strength characteristics, honeycomb structure

Список литературы

  1. Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» // Авиационные материалы и технологии. 2015. №1 (34). С. 3-33. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33.
  2. Каблов Е.Н. Из чего сделать будущее? Материалы нового поколения, технологии их создания и переработки - основа инноваций // Крылья Родины. 2016. №5. С. 8-18.
  3. Гращенков Д.В., Чурсова Л.В. Стратегия развития композиционных и функциональных материалов // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 231-242.
  4. Петрова А.П., Донской А.А., Чалых А.Е., Щербина А.А. Клеящие материалы. Герметики: справочник. СПб.: Профессионал, 2008. С. 589.
  5. Куцевич К.Е., Дементьева Л.А., Лукина Н.Ф. Свойства и назначение полимерных композиционных материалов на основе клеевых препрегов // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2016. №8. Ст. 07. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 07.02.2017). DOI: 10.18577/2307-6046-2016-0-8-7-7.
  6. Лукина Н.Ф., Дементьева Л.А., Куцевич К.Е. Клеевые препреги на основе тканей Porcher - перспективные материалы для деталей и агрегатов из ПКМ // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2014. №6. Ст. 10. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 07.02.2017). DOI: 10.18577/2307-6046-2014-0-6-10-10.
  7. Петрова А.П., Лукина Н.Ф. Влияние адгезионных грунтов на ресурсные характеристики клеевых соединений // Клеи. Герметики. Технологии. 2015. №11. С. 20-23.
  8. Петрова А.П., Лукина Н.Ф., Дементьева Л.А., Авдонина И.А., Тюменева Т.Ю., Жадова Н.С. Клеи для авиационной техники // РЖХ. 2010. Т. LIV. №1. C. 46-52.
  9. Каблов Е.Н., Минаков В.Т., Аниховская Л.И. Клеи и материалы на их основе для ремонта конструкций авиационной техники // Авиационные материалы и технологии. 2002. №1. С. 61-65.
  10. Дементьева Л.А., Сереженков А.А., Бочарова Л.И., Лукина Н.Ф., Куцевич К.Е., Петрова А.П. Свойства композиционных материалов на основе клеевых препрегов // Клеи. Герметики. Технологии. 2012. №6. С. 19-24.
  11. Аниховская Л.И., Минаков В.Т. Клеи и клеевые препреги для перспективных изделий авиакосмической техники // Авиационные материалы. Избранные труды «ВИАМ» 1932-2002: юбил. науч.-технич. сб. М.: МИСиС-ВИАМ, 2002. С. 315-325.
  12. Лукина Н.Ф., Дементьева Л.А., Петрова А.П., Тюменева Т.Ю. Свойства клеев и клеящих материалов для изделий авиационной техники // Клеи. Герметики. Технологии. 2009. №1. С. 14-24.
  13. Дементьева Л.А., Лукина Н.Ф., Сереженков А.А., Куцевич К.Е. Основные свойства и назначение ПКМ на основе клеевых препрегов // Конструкции и технология получения изделий из неметаллических материалов: тез. докл. XIX Междунар. науч.-технич. конф. Обнинск: Технология, 2010. С. 11-12.
  14. Лукина Н.Ф., Дементьева Л.А., Петрова А.П., Аниховская Л.И. Клеящие материалы в конструкции лопастей вертолетов // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2016. №7. Ст. 07. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 07.02.2017). DOI: 10.18577/2307-6046-2016-0-7-7-7.
  15. Морозов Б.Б. Применение полимерных композиционных материалов в изделиях разработки ОКБ Сухого // Клеящие материалы авиационного назначения: сб. докл. конф. М.: ВИАМ, 2013. С. 31-36.
  16. Хрычев Ю.И., Шкодинова Е.П., Дементьева Л.А. Разработка технологического процесса изготовления радиопрозрачного обтекателя из клеевых препрегов типа КМКС-2м.120 // Там же. С. 43-47.
  17. Лукина Н.Ф., Дементьева Л.А., Петрова А.П., Кириенко Т.А., Чурсова Л.В. Клеевые связующие для деталей из ПКМ сотовой конструкции // Клеи. Герметики. Технологии. 2016. №5. С. 12-16.
  18. Дементьева Л.А., Сереженков А.А., Лукина Н.Ф., Куцевич К.Е. Клеевые препреги и слоистые материалы на их основе // Авиационные материалы и технологии. 2013. №2. С. 19-21.
  19. Дементьева Л.А., Сереженков А.А., Бочарова Л.И., Аниховская Л.И., Лукина Н.Ф. Композиционные материалы клеевые на основе стеклянных и углеродных наполнителей // Клеи. Герметики. Технологии. 2009. №1. С. 24-27.
  20. Препрег и изделие, выполненное из него: пат. 2427594 Рос. Федерация; опубл. 23.07.13.
  21. Lukina N.F., Dementeva L.A., Serezhenkov A.A., Kotova E.V., Senatorova O.G., Sidelnikov V.V., Kutsevich K.E. Adhesive prepregs and composite materials on their basis // Russian Journal of General Chemistry. 2011. Vol. 81. No. 5. С. 1022-1024.

DOI: 10.18577/2071-9140-2017-0-S-388-392

УДК: 678.8

Страницы: 388-392

Б.Ф. Павлюк1

[1] Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов», admin@viam.ru

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ В ОБЛАСТИ РАЗРАБОТКИ ПОЛИМЕРНЫХ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Функциональные материалы - это широкий класс веществ, которые используются в самых разнообразных областях современной жизни и обладают определенными физическими и химическими свойствами. Сверхлегкие теплозащитные и герметизирующие материалы, электроизоляционные и антифрикционные материалы, шумопоглощающие и самоклеящиеся покрытия и прокладки, анаэробные композиции и другие - находят широкое применение в машиностроении, на железнодорожном транспорте, в судостроении и авиации, в электронике и радиотехнике. Основными функциональными параметрами полимеров являются их механические свойства - прочность, жесткость, эластичность, трещиностойкость, это обстоятельство определяет развитие науки о полимерах на многие годы. Прочностные свойства играют важную роль при изготовлении изделий, предназначенных для эксплуатации при воздействии значительных механических нагрузок в разных условиях - высокой влажности, агрессивных веществ, температуры окружающей среды. Важность применения полимерных материалов определяется многообразием их свойств - механических, электрических, оптических, способностью взаимодействовать с излучениями различных энергий. По электрическим свойствам современные полимерные материалы перекрывают весь диапазон - от диэлектриков до полупроводников. Некоторые полимеры (фоточувствительные) под влиянием ультрафиолетового и видимого света подвергаются химическим изменениям, сопровождающимся изменением физико-химических свойств. Для использования полимеров в качестве изолирующих материалов их важными характеристиками являются диэлектрическая проницаемость и тангенс угла диэлектрических потерь, термическая и радиационная стойкость. Создание оптимального материала требует усиления или подавления каких-либо свойств в уже имеющемся материале и невозможно без привлечения современных экспериментальных и теоретических подходов.

Ключевые слова: функциональные материалы, лакокрасочные покрытия, клеи, термопластичные полимеры, шумоподавление, атмосфероустойчивость, экологическая безопасность, functional materials, paint coatings, glues, thermoplastic polymers, noise reduction, weathering resistance, ecological safety

Список литературы

  1. Каблов Е.Н. Роль химии в создании материалов нового поколения для сложных технических систем // Тез. докл. ХХ Менделеевского съезда по общей и прикладной химии. Екатеринбург: УрО РАН, 2016. С. 25-26.
  2. Билибин А.Ю. Функциональные свойства полимеров. СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 1998. 136 с.
  3. Кербер М.Л. Полимерные композиционные материалы. Структура. Свойства. Технологии. СПб.: Профессия, 2008. 560 с.
  4. Матренин С.В., Овечкин Б.Б. Композиционные материалы и покрытия на полимерной основе. Томск, 2008. 197 с.
  5. Кондрашов С.В., Шашкеев К.А., Попков О.В., Соловьянчик Л.В. Перспективные технологии получения функциональных материалов конструкционного назначения на основе нанокомпозитов с УНТ (обзор) // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2016. №3. Cт. 07. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 23.03.2017). DOI: 10.18577/2307-6046-2016-0-3-7-7.
  6. Крутько Э.Т., Прокопчук Н.Р. Химия и технология лакокрасочных материалов и покрытий. Минск: БГТУ, 2004. 314 с.
  7. Лукина Н.Ф., Дементьева Л.А., Петрова А.П., Аниховская Л.И. Клеящие материалы в конструкции лопастей вертолетов // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2016. №7. Ст. 07. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 23.03.2017). DOI: 10.18577/2307-6046-2016-0-7-7-7.
  8. Дементьева Л.А., Куцевич К.Е., Лукина Н.Ф., Рубцова Е.В., Петрова А.П. Свойства эпоксидных конструкционных пленочных клеев, модифицированных полисульфонами // Клеи. Герметики. Технологии. 2016. №11. С. 14.
  9. Каблов Е.Н., Семенова Л.В., Петрова Г.Н., Ларионов С.А., Перфилова Д.Н. Полимерные композиционные материалы на термопластичной матрице // Известия высших учебных заведений. Сер.: Химия и химическая технология. 2016. Т. 59. №10. С. 61-71.
  10. Краев И.Д., Шульдешов Е.М., Платонов М.М., Юрков Г.Ю. Обзор композиционных материалов, сочетающих звукозащитные и радиозащитные свойства // Авиационные материалы и технологии. 2016. №4 (45). С. 60-67. DOI: 10.18577/2071-9140-2016-0-4-60-67.
  11. Мельников Б.П. Перспективы создания малошумных самолетов гражданской авиации // Безопасность в техносфере. 2010. №2. С. 32.
  12. Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» // Авиационные материалы и технологии. 2015. №1 (34). С. 3-33. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33.

DOI: 10.18577/2071-9140-2017-0-S-393-404

УДК: 667.64

Страницы: 393-404

Н.И. Нефедов1, Л.В. Семенова1, В.А. Кузнецова1, Н.П. Веренинова1

[1] Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов», admin@viam.ru

ЛАКОКРАСОЧНЫЕ ПОКРЫТИЯ ДЛЯ ЗАЩИТЫ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ И ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ОТ СТАРЕНИЯ, КОРРОЗИИ И БИОПОВРЕЖДЕНИЯ

Представлены сведения о новых лакокрасочных материалах, их свойствах и технологии применения в качестве антикоррозионных, защитно-декоративных и функциональных покрытий традиционных материалов, а также новых металлических и неметаллических, в том числе полимерных, композиционных материалов, используемых в конструкциях летательных аппаратов, двигателей и приборов. В настоящее время во ФГУП «ВИАМ» для защиты изделий авиационной техники разработаны лакокрасочные покрытия, снижающие оптическую контрастность в видимом и ИК диапазонах длин волн, стойкие к УФ излучению, с термостойкостью до 600°С, низкой влагопроницаемостью и высокими диэлектрическими характеристиками.

Ключевые слова: лакокрасочные покрытия, антикоррозионные грунтовки, термостойкость, атмосферостойкие материалы, полимерные композиционные материалы, рaint coatings, anticorrosion primers, thermal resistance, atmosphere resistant materials, polymer composite materials

Список литературы

  1. Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» //Авиационные материалы и технологии. 2015. №1 (34). С. 3-33. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33.
  2. Кондрашов Э.К., Семенова Л.В., Кузнецова В.А., Малова Н.Е., Лебедева Т.А. Развитие авиационных лакокрасочных материалов // Все материалы. Энциклопедический справочник. 2012. №5. С. 49-54.
  3. Кондрашов Э.К., Кузнецова В.А., Лебедева Т.А., Малова Н.Е. Антикоррозионные, терморегулирующие, термостойкие и влагозащитные покрытия МКС «Буран» // Авиационные материалы и технологии. 2013. №S1. С. 137-141.
  4. Каблов Е.Н. Современные материалы - основа инновационной модернизации России // Металлы Евразии. 2012. №3. С. 10-15.
  5. Каблов Е.Н. Материалы и химические технологии для авиационной техники // Вестник Российской академии наук. 2012. Т. 82. №6. С. 520-530.
  6. Доспехи для «Бурана». Материалы и технологии ВИАМ для МКС «Энергия-Буран» / под общ. ред. Е.Н. Каблова. М.: Наука и жизнь, 2013. 128 с.
  7. Кондрашов Э.К., Кузнецова В.А., Лебедева Т.А., Семенова Л.В. Основные направления повышения эксплуатационных свойств, технологических и экологических характеристик лакокрасочных покрытий для авиационной техники // Российский химический журнал. 2010. Т. LIV. №1. С. 96-102.
  8. Гуревич М.М., Ицко Э.Ф., Середенко М.М. Оптические свойства лакокрасочных покрытий. 2-е изд., перераб. СПб.: Профессия, 2010. С. 68-95; 150-152.
  9. Краска с низким излучением: пат. 8187503 США; опубл. 29.05.12.
  10. Камуфляжное покрытие: пат. 20140004279 США; опубл. 2.01.14.
  11. Камуфляж в ближнем ультрафиолетовом спектре: WO 2011094381 США; опубл. 4.08.11.
  12. Пустынный камуфляж: WO 2009052609 Канада; опубл. 30.04.09.
  13. Семенова Л.В., Малова Н.Е., Кузнецова В.А., Пожога А.А. Лакокрасочные материалы и покрытия // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 315-327.
  14. Яковлев А.Д. Химия и технология лакокрасочных покрытий. 3-е изд., перераб. СПб.: Химиздат, 2008. С. 448.
  15. Бейдер Э.Я., Донской А.А., Железина Г.Ф., Кондрашов Э.К., Сытый Ю.В., Сурнин Е.Г. Опыт применения фторполимерных материалов в авиационной технике // Российский химический журнал. 2008. Т. LII. №3. С. 30-44.
  16. Кузнецова В.А., Кондрашов Э.К., Семенова Л.В., Кузнецов Г.В. О влиянии формы частиц оксида цинка на эксплуатационные свойства полимерных покрытий // Материаловедение. 2012. №12. С. 12-14.
  17. Семенова Л.В., Нефедов Н.И. Применение эпоксидных модифицированных грунтовок в системах ЛКП // Авиационные материалы и технологии. 2014. №3. С. 38-44. DOI: 10.18577/2071-9140-2014-0-3-38-44.
  18. Нефедов Н.И., Семенова Л.В. Тенденции развития в области конформных покрытий для влагозащиты и электроизоляции плат печатного монтажа и элементов радиоэлектронной аппаратуры // Авиационные материалы и технологии. 2013. №1. С. 50-52.
  19. Семенова Л.В., Бейдер Э.Я., Петрова Г.Н., Нефедов Н.И. Электроизоляционные свойства полимерных покрытий // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2014. №8. Ст. 07. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 12.10.2016). DOI 10.18577/2307-6046-2014-0-8-7-7.
  20. Панин С.В., Курс М.Г. Применение лакокрасочных покрытий для ремонта строительных конструкций, эксплуатирующихся в жестких климатических условиях // Авиационные материалы и технологии. 2014. №2. С. 68-71. DOI: 10.18577/2071-9140-2014-0-2-68-71.

DOI: 10.18577/2071-9140-2017-0-S-405-419

УДК: 678.8

Страницы: 405-419

С.В. Кондрашов1, К.А. Шашкеев1, Г.Н. Петрова1, И.В. Мекалина1

[1] Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов», admin@viam.ru

ПОЛИМЕРНЫЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ КОНСТРУКЦИОННОГО НАЗНАЧЕНИЯ С ФУНКЦИОНАЛЬНЫМИ СВОЙСТВАМИ

Представлены данные по разработкам ФГУП «ВИАМ» в области создания электропроводящих ПКМ с углеродными нанотрубками. Показана возможность придания гибридным ПКМ (ГПКМ) гидрофобных свойств. Приведены данные по электропроводности и углу смачивания ГПКМ. В качестве матриц использованы как термореактивные связующие на основе эпоксидной смолы, так и термопластичные - на основе полиарилсульфона. Представлены образцы ГПКМ с различными видами молниезащитных покрытий (МЗП). Представлены результаты комплексной работы по разработке технологии получения птицестойкого слоистого абразивостойкого полимерного остекления с интегрированным электрообогреваемым элементом криволинейной формы.

Ключевые слова: гибридные полимерные композиционные материалы, гидрофобные свойства, молниезащитные покрытия, углеродные нанотрубки, полимерное остекление, hybrid polymer composites, hydrophobic properties, lightning-proof coatings, carbon nanotubes, polymer glass

Список литературы

  1. Каблов Е.Н. Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года // Авиационные материалы и технологии». 2012. №S. С. 7-17.
  2. Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» // Авиационные материалы и технологии. 2015. №1 (34). С. 3-33. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33.
  3. Каблов Е.Н. Тенденции и ориентиры инновационного развития России: сб. науч.-информ. матер. 2-е изд. М.: ВИАМ, 2013. 544 с.
  4. Каблов Е.Н. Материалы и химические технологии для авиационной техники // Вестник Российской академии наук. 2012. Т. 82. №6. С. 520-530.
  5. Lubineau G., Rahaman A. A review of strategies for improving the degradation properties of laminated continuous-fiber/epoxy composites with carbon-based nanoreinforcements // CARBON. 2012. Vol. 50. P. 2377-2395.
  6. Кондрашов С.В., Шашкеев К.А., Попков О.В., Соловьянчик Л.В. Физико-механические свойства нанокомпозитов с УНТ (обзор) // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2016. №5. Ст. 08. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 01.11.2016). DOI: 10.18577/2307-6046-2016-0-5-8-8.
  7. Кондрашов С.В., Гуняева А.Г., Шашкеев К.А. и др. Электропроводящие гибридные полимерные композиционные материалы на основе нековалентно функционализированных углеродных нанотрубок // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2016. №2. Ст. 10. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 01.11.2016). DOI: 10.18577/2307-6046-2016-0-2-10-10.
  8. Кондрашов С.В., Шашкеев К.А., Попков О.В., Соловьянчик Л.В. Перспективные технологии получения функциональных материалов конструкционного назначения на основе нанокомпозитов с УНТ// Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2016. №3. Ст. 07. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 01.11.2016). DOI: 10.18577/2307-6046-2016-0-3-7-7.
  9. Каблов Е.Н., Кондрашов С.В., Юрков Г.Ю. Перспективы использования углеродсодержащих наночастиц в связующих для полимерных композиционных материалов // Российские нанотехнологии. 2013. Т. 8. №3-4. С. 28-42.
  10. Гуняев Г.М., Чурсова Л.В., Раскутин А.Е., Гуняева А.Г. Молниестойкость современных полимерных композитов // Авиационные материалы и технологии. 2012. №2. С. 36-42.
  11. Popkov O.V., Yurkov G.Y., Fionov A.S. Stabilization of nanoparticles on the surface of detonation nanodiamond // Physics, chemistry and application of nanostructures. Singapore: World Scientific, 2009. P. 369-372.
  12. Кирюхин Д.П., Ким И.П., Бузник В.М. и др. Радиационно-химический синтез теломеров тетрафторэтилена и их использование для создания тонких защитных фторполимерных покрытий // Российский химический журнал. 2008. Т. 52. №3. С. 66-71.
  13. Li Chen, Xiu-Jiang Pang, Zuo-Long Yu. Study on polycarbonate/multi-walled carbon nanotubes composite produced by melt processing // Materials Science and Engineering A. 2007. Vol. 457. P. 287-291.
  14. Eitan A., Fisher F.T., Andrews R. at al. Reinforcement mechanisms in MWCNT-filled polycarbonate // Composites Science and Technology. 2006. Vol. 66. P. 1159-1170.
  15. Chin Yuan-Chen. Design and Fabrication of Transparent Polycarbonate/Carbon Nanotube Composite Films // Electronic Theses, Treatises and Dissertations. 2007. Paper 3811.

DOI: 10.18577/2071-9140-2017-0-S-420-436

УДК: 678.073

Страницы: 420-436

Г.Н. Петрова1, С.А. Ларионов1, М.М. Платонов2, Д.Н. Перфилова1

[1] Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов», admin@viam.ru
[2] Общество с ограниченной ответственностью «Химпродукт», plmm@bk.ru

ТЕРМОПЛАСТИЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ ДЛЯ АВИАЦИИ

Представлены наиболее значимые достижения Всероссийского научно-исследовательского института авиационных материалов (ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ) в период 2012-2016 гг. в области развития направления полимерных функциональных авиационных материалов, реализованного в рамках «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» [1-3]. Описаны основные разработки в области термопластов: литьевого термопласта ВТП-7 с повышенными антистатическими свойствами, листового композиционного термопластичного теплостойкого материала ВКУ-44 и нового самозатухающего материала на основе поликарбоната для аддитивной FDM-технологии. Рассмотрены основные свойства разработанных термопластичных материалов и рекомендуемые области их применения.

Ключевые слова: термопласты, литье под давлением, экструзия, прессование, переработка, связующее, наполнитель, композиционный термопластичный материал, углеродные нанотрубки, 3D-печать, FDM-технология, thermoplastics, injection molding, extrusion, pressing, processing, binder, filler, thermoplastic composite material, carbon nanotubes, 3D-printing, fused deposition modeling (FDM)

Список литературы

  1. Каблов Е.Н. Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 7-17.
  2. Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» // Авиационные материалы и технологии. 2015. №1 (34). С. 3-33. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33.
  3. Каблов Е.Н. Тенденции и ориентиры инновационного развития России: cб. информ. матер. 3-е изд., перераб. и доп. М.: ВИАМ, 2015. 720 с.
  4. Кербер М.Л., Виноградов В.М., Головкин Г.С. и др. Полимерные композиционные материалы: структура, свойства, технология. СПб.: Профессия, 2011. С. 32-33.
  5. Петрова Г.Н., Бейдер Э.Я., Старостина И.В. Литьевые термопласты для изделий авиационной техники // Все материалы. Энциклопедический справочник. 2016. №6. С. 10-15.
  6. Крыжановский В.К., Бурлов В.В., Паниматченко А.Д., Крыжановская Ю.В. Технические свойства полимерных материалов. СПб.: Профессия, 2005. 240 c.
  7. Петрова Г.Н., Бейдер Э.Я., Перфилова Д.Н., Румянцева Т.В. Пожаробезопасные литьевые термопласты и термоэластопласты // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2013. №11. Ст. 02. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 07.02.2017).
  8. Михайлин Ю.А. Термоустойчивые полимеры и полимерные материалы на их основе // Полимерные материалы. 2005. №4. С. 29-32.
  9. Комаров Г.А. Состояние, перспективы и проблемы применения ПКМ в технике // Полимерные материалы. 2009. №2. С. 5-9.
  10. Petrova G.N., Beider E.Yа. Construction materials based on reinforced thermoplastics Chemistry and Materials Science // Russian Journal of General Chemistry. 2011. Vol. 81. No. 5. Р. 1001-1007.
  11. Сударушкин Ю.К., Гудимов М.М., Романов Д.С., Соколов М.Ю. Применение литьевых поликарбонатов в авиаприборостроении // Авиационная промышленность. 2003. №2. С. 48-52.
  12. Михайлин Ю.А. Термоустойчивые полимеры и полимерные материалы. СПб.: Профессия, 2006. С. 29-30.
  13. Петрова Г.Н. Направленная модификация полисульфонов и создание на их основе литьевых и композиционных материалов: автореф. дис. … канд. техн. наук. М.: ВИАМ, 2011. С. 10-27.
  14. Николаев А.Ф. Термостойкие полимеры. Л.: ЛТИ им. Ленсовета, 1988. С. 3-11.
  15. Petrova G.N, Zhuravleva P.L., Iskhodzhanova I.V., Beider E.Ya. Influence of Carbon Fillers on Properties and Structure of Polyethylene-Based Polymer Composites // Nanotechnologies in Russia. 2014. Vol. 9. No. 5-6. Р. 305-310.
  16. Гуняев Г.М., Чурсова Л.В., Комарова О.А., Гуняева А.Г. Конструкционные углепластики, модифицированные наночастицами // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 277-286.
  17. Гуняев Г.М., Каблов Е.Н., Алексашин В.М. Модифицирование конструкционных углепластиков углеродными наночастицами // Российский химический журнал. 2010. Т. LIV. №1. С. 5-11.
  18. Li J., Kim J.K., Sham M.L., Marom G. Morphology and properties of UV/ozone treated graphite nanoplatelet/epoxy nanocomposites // Composites Science and Technology. 2007. Vol. 67. Р. 296-305.
  19. Sham M.L., Li J., Ma P.C., Kim J.K. Cleaning and functionalizaton of polymer surfaces and nanoscale carbon fillers by UV/ozone treatment: a review // Journal of Composite Materials. 2009. Vol. 43. Р. 1537-1564.
  20. Блайт Э.Р., Блур Д. Электрические свойства полимеров. Пер с англ. М.: Физматлит, 2008. 376 с.
  21. Деев И.С., Каблов Е.Н., Кобец Л.П., Чурсова Л.В. Исследование методом сканирующей электронной микроскопии деформации микрофазовой структуры полимерных матриц при механическом нагружении // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2014. №7. Ст. 06. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 16.03.2016). DOI: 10.18577/2307-6046-2014-0-7-6-6.
  22. Каблов Е.Н., Семенова Л.В., Петрова Г.Н., Ларионов С.А., Перфилова Д.Н. Полимерные композиционные материалы на термопластичной матрице // Известия вузов. Сер.: Химия и химическая технология. 2016. Т. 59. №10. С. 61-71.
  23. Петрова Г.Н., Бейдер Э.Я. Конструкционные материалы на основе армированных термопластов // Российский химический журнал. 2010. Т. LІV. №1. С. 30-40.
  24. Мухаметов Р.Р., Ахмадиева К.Р. и др. Новые полимерные связующие для перспективных методов изготовления конструкционных волокнистых ПКМ // Авиационные материалы и технологии. 2011. №2. С. 38-42.
  25. Бейдер Э.Я., Петрова Г.Н., Изотова Т.Ф., Гуреева Е.В. Композиционные термопластичные материалы и пенополиимиды // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2013. №11. Ст. 01. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 07.02.2017).
  26. Бейдер Э.Я., Петрова Г.Н., Дыкун М.И. Аппретирование углеродных волокон-наполнителей термопластичных карбопластиков // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2014. №10. Ст. 03. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 14.03.2016). DOI: 10.18577/2307-6046-2014-0-10-3-3.
  27. Варшавский В.Я. Углеродные волокна. М.: ВИНИТИ, 2005. 498 с.
  28. Михайлин Ю.А. Конструкционные полимерные композиционные материалы. СПб.: Научные основы и технологии, 2008. 822 с.
  29. Бейдер Э.Я., Петрова Г.Н. Термопластичные связующие для полимерных композиционных материалов // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2015. №11. Ст. 05. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 15.03.2016). DOI: 10.18577/2307-6046-2015-0-11-5-5.
  30. Головкин Г.С. Регулирование механических свойств ПКМ методами целенаправленного формирования межфазной зоны // Полимерные материалы. 2009. №11. С. 26-28.
  31. Авиационное оборудование / под ред. Ю.П. Доброленского. М.: Воениздат, 1989. 248 с.
  32. Постнов В.И., Плетинь И.И., Вешкин Е.А., Старостина И.В., Стрельников С.В. Технологические особенности производства тонколистовых обшивок лопастей вертолета из конструкционного стеклопластика ВПС-53К // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2016. Т. 18. №4 (3). С. 619-627.
  33. Смирнов О.И., Скородумов С.В. Моделирование технологии послойного синтеза при разработке изделий сложной формы // Современные наукоемкие технологии. 2010. №4. С. 83-87.
  34. Novakova-Marcincinova L., Kuric I. Basic and Advanced Materials for Fused Deposition Modeling Rapid Prototyping Technology // Manufacturing and Industrial Engineering. 2012. Vol. 11 (1). P. 24-27.
  35. Croccolo D., De Agostinis M., Olmi G. Experimental characterization and analytical modelling of the mechanical behavior of fused deposition processed parts made of ABS-M30 // Computational Materials Science. 2013. Vol. 79. P. 506-518. DOI: 10.1016/j.commatsci.2013.06.041.
  36. Turner B., Strong R., Gold S. A review of melt extrusion additive manufacturing processes: I. Process design and modeling // Rapid Prototyping Journal. 2014. No. 20/3. P. 192-204. DOI: 10.1108/RPJ-01-2013-0012.
  37. Петрова Г.Н., Платонов М.М., Большаков В.А., Пономаренко С.А. Исследование комплекса характеристик базовых материалов для FDM технологии аддитивного синтеза. Физико-механические и теплофизические свойства // Пластические массы. 2016. №5-6. С. 53-59.
  38. Петрова Г.Н., Румянцева Т.В., Бейдер Э.Я. Влияние модифицирующих добавок на пожаробезопасные свойства и технологичность поликарбоната // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2013. №6. Ст. 06. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 08.02.2017).
  39. Петрова Г.Н., Старостина И.В., Румянцева Т.В. Исследование возможности маркировки деталей из поликарбоната // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2016. №10 (46). Ст. 11. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 08.02.2017). DOI: 10.18577/2307-6046-2016-0-10-11-11.
  40. Платонов М.М., Петрова Г.Н., Ларионов С.А., Барботько С.Л. Полимерная композиция на основе полидодекалактама для технологии 3D-печати расплавленной полимерной нитью // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2016. №10. Ст. 09. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 08.02.2017). DOI: 10.18577/2307-6046-2016-0-10-9-9.

DOI: 10.18577/2071-9140-2017-0-S-437-451

УДК: 678.4

Страницы: 437-451

О.А. Елисеев1, И.С. Наумов1, Д.Н. Смирнов1, Я.А. Брык1

[1] Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов», admin@viam.ru

РЕЗИНЫ, ГЕРМЕТИКИ И ОГНЕ-ТЕПЛОЗАЩИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Представлены практические результаты в области разработки новых эластомерных материалов специального назначения различной химической природы: термо-морозостойких кремнийорганических резин пониженной горючести марок ВР-38М и ВР-42, топливостойкого полисульфидного герметика с улучшенной морозостойкостью марки ВИТЭФ-1Бм, огне-теплозащитного материала марки ТЗР-5МП с повышенными противопожарными характеристиками на основе хлорсульфированного полиэтилена. Приведены результаты физико-механических испытаний разработанных материалов, в том числе после воздействия различных климатических факторов. Представлены результаты исследования технологических свойств полисульфидного герметика ВИТЭФ-1Бм, горючести и морозостойкости резин ВР-38М и ВР-42, а также расширенного комплекса свойств огне-теплозащитного материала ТЗР-5МП: прогораемости, термогравиметрических и теплофизических характеристик, водо- и влагопоглощения, упруго-прочностных свойств после ускоренных климатических испытаний, термоциклирования и воздействия солевого тумана.

Ключевые слова: резина, антипирен, гидроксид магния, горючесть, полисульфидный герметик, морозостойкость, огне-теплозащитный материал, пожарная безопасность, organic silicon rubber, flame retardant, magnesium hydroxide, combustibility, polysulphide sealant, frost resistance, fire-heat-protective material, fire safety

Список литературы

  1. Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» // Авиационные материалы и технологии. 2015. №1 (34). С. 3-33. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33.
  2. Каблов Е.Н. Химия в авиационном материаловедении // Российский химический журнал. 2010. Т. LIV. №1. С. 3-4.
  3. Каблов Е.Н. Шестой технологический уклад // Наука и жизнь. 2010. №4. С. 2-7.
  4. История авиационного материаловедения. ВИАМ - 80 лет: годы и люди / под общ. ред. Е.Н. Каблова. М.: ВИАМ, 2012. С. 346-348.
  5. Каблов Е.Н. Авиакосмическое материаловедение // Все материалы. Энциклопедический справочник. 2008. №3. С. 2-14.
  6. Чайкун А.М., Елисеев О.А., Наумов И.С., Венедиктова М.А. Особенности морозостойких резин на основе различных каучуков // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2013. №12. Ст. 04. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 08.02.2017).
  7. Наумов И.С., Петрова А.П., Елисеев О.А., Барботько С.Л. Экспериментальные исследования в области создания кремнийорганических резин с пониженной горючестью // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2015. №10. Ст. 09. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 09.02.2017). DOI: 10.18577/2307-6046-2015-0-10-9-9.
  8. Наумов И.С., Петрова А.П., Барботько С.Л., Елисеев О.А. Резины с пониженной горючестью // Все материалы. Энциклопедический справочник. 2016. №4. С. 27-33.
  9. Чайкун А.М., Наумов И.С., Петрова А.П. О возможности использования резин в Арктических условиях // Все материалы. Энциклопедический справочник. 2016. №5. С. 13-22.
  10. Наумов И.С., Петрова А.П., Барботько С.Л., Гуляев А.И. Резины с пониженной горючестью на основе этиленпропилен-диенового каучука // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2016. №2. Ст. 09. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 10.02.2017). DOI: 10.18577/2307-6046-2016-0-2-9-9.
  11. Алифанов Е.В., Чайкун А.М., Венедиктова М.А., Наумов И.С. Особенности рецептур резин на основе этиленпропиленовых каучуков и их применение в изделиях специального назначения (обзор) // Авиационные материалы и технологии. 2015. №2 (35). С. 51-55. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-2-51-55.
  12. Елисеев О.А., Краснов Л.Л., Зайцева Е.И., Савенкова А.В. Разработка и модифицирование эластомерных материалов для применения во всеклиматических условиях // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 309-314.
  13. Зайцева Е.И., Чурсова Л.В. Исследование микробиологической стойкости полисульфидного герметика с новыми антисептическими добавками // Клеи. Герметики. Технологии. 2012. №1. С. 16-20.
  14. Zaitseva E.I., Donskoj A.A. Sealants Based on Polysulfide Elastomers // Polymer Science. Ser. D. 2008. Vol. 1. Issue 4. P. 289-297.
  15. Зайцева Е.И., Донской А.А. Новые полисульфидные герметики для авиационной промышленности // Клеи. Герметики. Технологии. 2009. №3 С. 18-23.
  16. Зайцева Е.И., Чурсова Л.В., Смирнов Д.Н. Перспективы снижения плотности полисульфидных герметиков // Клеи. Герметики. Технологии. 2012. №5. С. 10-14.
  17. Краснов Л.Л., Кирина З.В. Материалы, обеспечивающие защиту конструктивных элементов от теплового воздействия в процессе их кратковременной и длительной эксплуатации при температуре 260°С // Авиационные материалы и технологии. 2010. №1. С. 3-7.

DOI: 10.18577/2071-9140-2017-0-S-452-459

УДК: 665.939.5

Страницы: 452-459

Н.Ф. Лукина1, А.П. Петрова1, Р.Р. Мухаметов1, А.С. Когтёнков1

[1] Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов», admin@viam.ru

НОВЫЕ РАЗРАБОТКИ В ОБЛАСТИ КЛЕЯЩИХ МАТЕРИАЛОВ АВИАЦИОННОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Представлены свойства и области применения новых клеящих материалов авиационного назначения: высокопрочных клеев марок ВК-36Т, ВК-97 и ВК-98 для клеевых соединений, в том числе сотовых конструкций, а также клея ВКР-96, предназначенного для склеивания полиуретанового материала с теплоотражающим покрытием. Представлены сведения о технологии приклеивания износостойкого полиуретанового материала ВТП-1В к материалам лопастей вертолетов с применением сочетания клеев ВКР-95 и ВК-93 (в качестве клеевого подслоя).

Ключевые слова: клей, клеевые соединения, технология склеивания, сотовая конструкция, полиуретановый материал, износостойкий материал, adhesive, adhesive joints, technology of adhesive joints, honeycomb structure, polyurethane material, wear-resistant material

Список литературы

  1. Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» // Авиационные материалы и технологии. 2015. №1 (34). С. 3-33. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33.
  2. Каблов Е.Н. Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 7-17.
  3. Гращенков Д.В., Чурсова Л.В. Стратегия развития композиционных и функциональных материалов // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 231-242.
  4. Дементьева Л.А., Куцевич К.Е., Лукина Н.Ф., Петрова А.П. Свойства эпоксидных конструкционных клеев, модифицированных полисульфонами // Клеи. Герметики. Технологии. 2016. №11. С. 13-18.
  5. Петрова А.П., Дементьева Л.А., Лукина Н.Ф., Аниховская Л.И. Пленочные конструкционные клеи // Клеи. Герметики. Технологии. 2014. №10. С. 7-12.
  6. Лукина Н.Ф., Дементьева Л.А., Петрова А.П., Сереженков А.А. Конструкционные и термостойкие клеи // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 328-335.
  7. Петрова А.П., Донской А.А., Чалых А.Е., Щербина А.А. Клеящие материалы. Герметики: справочник. СПб.: Профессионал, 2008. 589 с.
  8. Каблов Е.Н., Чурсова Л.В., Лукина Н.Ф., Куцевич К.Е., Рубцова Е.В., Петрова А.П. Исследование эпоксидно-полисульфоновых систем как основы высокопрочных клеев авиационного назначения // Клеи. Герметики. Технологии. 2017. №3. С. 7-12.
  9. Рубцова Е.В., Шарова И.А., Петрова А.П. Высокопрочный пленочный клей ВК-36Т на основе эпоксидно-полисульфоновой системы // Новости материаловедения. Наука и техника: электрон. науч.-технич. журн. 2016. №6. Ст. 08. URL: http://www.materialsnews.ru (дата обращения: 10.02.2017).
  10. Меркулова Ю.И., Мухаметов Р.Р., Железняк В.Г., Сафронов А.М. Модифицированные матричные полиизоцианаты // Клеи. Герметики. Технологии. 2014. №10. С. 2-6.
  11. Каблов Е.Н., Минаков В.Т., Аниховская Л.И. Клеи и материалы на их основе для ремонта конструкций авиационной техники // Авиационные материалы и технологии. М.: ВИАМ. 2002. №1. С. 61-65.
  12. Тюменева Т.Ю., Жадова Н.С., Лукина Н.Ф. Разработки ФГУП «ВИАМ» в области клеев резинотехнического назначения и самоклеящихся материалов // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2014. №7. Ст. 04. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 10.02.2017). DOI: 10.18577/2307-6046-2014-0-7-4-4.
  13. Авдонина И.А., Лукина Н.Ф. Быстроотверждающийся эпоксидный клей ВК-93 холодного отверждения // Клеи. Герметики. Технологии. 2009. №3. С. 14-17.
  14. Шарова И.А., Лукина Н.Ф., Алексашин В.М., Антюфеева Н.В. Влияние состава на кинетические и прочностные свойства быстроотверждающихся эпоксидных клеевых композиций // Клеи. Герметики. Технологии. 2015. №2. С. 1-5.
  15. Жадова Н.С., Тюменева Т.Ю., Шарова И.А., Лукина Н.Ф. Перспективные технологии для временного оперативного ремонта авиационной техники // Авиационные материалы и технологии. 2013. №2. С. 67-70.
  16. Шарова И.А., Жадова Н.С., Лукина Н.Ф. Клеящие материалы и технологии для временного оперативного ремонта сотовых агрегатов из полимерных композиционных материалов // Клеи. Герметики. Технологии. 2012. №5. С. 36-39.

DOI: 10.18577/2071-9140-2017-0-S-460-468

УДК: 620.1

Страницы: 460-468

А.Н. Луценко1, Н.С. Перов1, Е.Б. Чабина1

[1] Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов», admin@viam.ru

НОВЫЕ ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ИСПЫТАТЕЛЬНОГО ЦЕНТРА

Рассмотрено современное состояние Испытательного центра ФГУП «ВИАМ». Главным направлением развития Испытательного центра на ближайшие несколько лет будет дальнейшее повышение сложности проводимых комплексных испытаний и исследований взаимосвязи «состав-структура-свойство» материалов на субатомном, нано-, микро-, мезо- и макроуровне. Планируется разработка методик по проведению испытаний изделий и материалов, созданных с использованием современных аддитивных технологий и технологий искрового плазменного спекания. Работа выполнена в рамках реализации комплексных научных направлений 2. «Фундаментально-ориентированные исследования, квалификация материалов, неразрушающий контроль» и 18. «Климатические испытания для обеспечения безопасности и защиты от коррозии, старения и биоповреждений материалов, конструкций и сложных технических систем в природных средах» («Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года»)

Ключевые слова: испытания авиационных материалов, фундаментальные исследования, структура, старение, высокие температуры, композиционные материалы, керамические материалы, aviation materials test, fundamental research, structure, aging, high temperature, composites, ceramics

Список литературы

  1. Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» // Авиационные материалы и технологии. 2015. №1 (34). С. 3-33. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33.
  2. Каблов Е.Н. Шестой технологический уклад // Наука и жизнь. 2010. №4. С. 2-7.
  3. Летов А.Ф., Карачевцев Ф.Н., Гундобин Н.В., Титов В.И. Разработка стандартных образцов состава сплавов авиационного назначения // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. C. 393-398.
  4. Каблов Е.Н., Морозов Г.А., Крутиков В.Н., Муравская Н.П. Аттестация стандартных образцов состава сложнолегированных сплавов с применением эталона // Авиационные материалы и технологии. 2012. №2. C. 9-11.
  5. Каблов Е.Н. Современные материалы - основа инновационной модернизации России // Металлы Евразии. 2012. №3. С. 10-15.
  6. Каблов Е.Н. Химия в авиационном материаловедении // Российский химический журнал. 2010. Т. LIV. №1. С. 3-4.
  7. Каблов Е.Н., Гращенков Д.В., Ерасов В.С., Анчевский И.Э., Ильин В.В., Вальтер Р.С. Стенд для испытания на климатической станции ГЦКИ крупногабаритных конструкций из ПКМ // Сб. докл. IX Междунар. науч. конф. по гидроавиации «Гидроавиасалон-2012». 2012. С. 122-123.
  8. Ерасов В.С., Яковлев Н.О., Автаев В.В. Современное состояние лаборатории имени профессора С.И. Кишкиной // Авиационные материалы и технологии. 2014. №S4. С. 136-139. DOI: 10.18577/2071-9140-2014-0-s4-136-139.
  9. Чабина Е.Б., Алексеев А.А., Филонова Е.В., Лукина Е.А. Применение методов аналитической микроскопии и рентгеноструктурного анализа для исследования структурно-фазового состояния материалов // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2013. №5. Ст. 06. URL: http://www/viam-works.ru (дата обращения: 31.10.2016).
  10. Каблов Е.Н. Материалы для изделия «Буран» - инновационные решения формирования шестого технологического уклада // Авиационные материалы и технологии. 2013. №S1. С. 3-9.
  11. Каблов Е.Н., Гращенков Д.В., Исаева Н.В., Солнцев С.С. Перспективные высокотемпературные керамические композиционные материалы // Российский химический журнал. 2010. Т. LIV. №1. С. 20-24.

DOI: 10.18577/2071-9140-2017-S-469-482

УДК: 620.179

Страницы: 469-482

В.В. Мурашов1

[1] Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов», admin@viam.ru

ПРИМЕНЕНИЕ ВАРИАНТОВ АКУСТИЧЕСКОГО ИМПЕДАНСНОГО МЕТОДА ДЛЯ КОНТРОЛЯ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ПКМ И МНОГОСЛОЙНЫХ КЛЕЕНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Рассмотрен принцип акустического импедансного метода контроля клееных конструкций и изделий из полимерных композиционных материалов (ПКМ). Указаны эксплуатационные возможности двух основных вариантов импедансного метода. Показано, что область применения этого метода может быть существенно расширена при применении новых вариантов метода: при работе дефектоскопа в автоколебательном режиме, при электромагнитно-акустическом возбуждении упругих колебаний в объекте контроля и при использовании спектрального варианта импедансного метода.

Ключевые слова: акустический импедансный метод, варианты метода, автоколебательный режим, электромагнитно-акустический способ (ЭМА), упругие колебания, спектральный вариант, acoustic impedance method, options of the method, self-vibration mode, electromagnetic-acoustic mode (EMA), elastic fluctuations, spectral option

Список литературы

  1. Каблов Е.Н. Контроль качества материалов - гарантия безопасности эксплуатации авиационной техники // Авиационные материалы и технологии. М.: ВИАМ, 2001. Вып.: Методы испытаний и контроля качества металлических и неметаллических материалов. С. 3-8.
  2. Каблов Е.Н. Авиакосмическое материаловедение // Все материалы. Энциклопедический справочник. 2008. №3. С. 2-14.
  3. Лукина Н.Ф., Дементьева Л.А., Петрова А.П., Сереженков А.А. Конструкционные и термостойкие клеи // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 328-335.
  4. Петрова А.П., Лукина Н.Ф. Клеи для многоразовой космической системы // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2013. №4. Ст. 04. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 28.10.2016).
  5. Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» // Авиационные материалы и технологии. 2015. №1 (34). С. 3-33. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33.
  6. Каблов Е.Н. Шестой технологический уклад // Наука и жизнь. 2010. №4. С. 2-7.
  7. Неразрушающий контроль: справочник / под общ. ред. В.В. Клюева. М.: Машиностроение, 2006. Т. 3. Ультразвуковой контроль / И.Н. Ермолов, Ю.В. Ланге. 864 с.
  8. Ланге Ю.В. Акустические низкочастотные методы и средства неразрушающего контроля многослойных конструкций. М.: Машиностроение, 1991. 272 с.
  9. Мурашов В.В., Косарина Е.И., Генералов А.С. Контроль качества авиационных деталей из полимерных композиционных материалов и многослойных клееных конструкций // Авиационные материалы и технологии. 2013. №3. С. 65-70.
  10. Мурашов В.В., Генералов А.С. Контроль многослойных клееных конструкций низкочастотными акустическими методами // Авиационные материалы и технологии. 2014. №2. С. 59-67. DOI: 10.18577/2071-9140-2014-0-2-59-67.
  11. Мурашов В.В. Неразрушающий контроль заготовок и деталей из углерод-углеродного композиционного материала многоразового космического корабля «Буран» // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. 2013. №4. Ст. 05. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 28.10.2016).
  12. Мурашов В.В. Контроль клееных конструкций // Клеи. Герметики. Технологии. 2005. №1. С. 21-27.
  13. Murashov V.V. Nondestructive Testing of Glued Joints // Polymer Science. Series D. Glues and Sealing Materials. 2009. Vol. 2. No. 1. Р. 58-63.
  14. Мурашов В.В., Румянцев А.Ф. Дефекты монолитных деталей и многослойных конструкций из полимерных композиционных материалов и методы их выявления. Часть 2. Методы выявления дефектов монолитных деталей и многослойных конструкций из полимерных композиционных материалов // Контроль. Диагностика. 2007. №5. С. 31-42.
  15. Мурашов В.В., Румянцев А.Ф. Дефекты монолитных деталей и многослойных конструкций из полимерных композиционных материалов и методы их выявления. Часть 1. Дефекты монолитных деталей и многослойных конструкций из полимерных композиционных материалов // Контроль. Диагностика. 2007. №4. С. 23-32.
  16. Мурашов В.В., Румянцев А.Ф., Иванова Г.А., Файзрахманов Н.Г. Диагностика структуры, состава и свойств полимерных композиционных материалов // Авиационные материалы и технологии. 2008. №1. С. 17-24.
  17. Karabutov A.A., Murashov V.V., Podymova N.B., Oraevsky A.A. Nondestructive characterization of layered composite materials with a laser optoacoustic sensor // Proceedings of SPIE. International Society for Optical Engineering Nondestructive Evaluation of Materials and Composites II. TX. San Antonio, 1998. P. 103-111.
  18. Мурашов В.В., Румянцев А.Ф. Диагностика состава и свойств полимерных композитов в деталях и конструкциях // Контроль. Диагностика. 2008. №8. С. 13-17.
  19. Murashov V.V. Attestation of Glued Articles by Acoustic Impedance Method // Polymer Science. Series D: Glues and Sealing Materials. 2010. Vol. 3. No. 4. Р. 267-273.
  20. Фельдман Л.С. Неразрушающий контроль качества клеесварных соединений. Киев: Технiка, 1973. 188 с.
  21. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий: справочник в 2-х кн. / под ред. В.В. Клюева. М.: Машиностроение, 1976. Кн. 2. С. 91-99.
  22. Remizov V.B., Shkarlet Yu.М. Increase of efficiency of electromagnetic acoustic instruments by means of division of exciting frequencies and reception // 10th World Conference on Non-destructive Testing. Moscow, 1982. Report 1А-33.
  23. Murashov V.V. Control of Laminated Structures by the Acoustic Free Vibration Method // Polymer Science. Series D. Glues and Sealing Materials. 2012. Vol. 5. No. 4. Р. 341-345.
  24. Hsu D.K., Barnard D.J., Roach D.P. Dot method of control of adhesive joints in multilayer structures // Materials Evaluation. 2009. Vol. 67. No. 7. P. 785-791.
  25. Скучик Е. Основы акустики. Пер. с англ. М.: Мир, 1976. Т. 1, 2. 1066 с.
  26. Скучик Е. Простые и сложные колебательные системы. М.: Мир. 1971. С. 309.
  27. Шрайбер Д.С. Ультразвуковая дефектоскопия. М.: Металлургия, 1965. С. 158.

DOI: 10.18577/2071-9140-2017-0-S-483-497

УДК: 669.018.44:669.245

Страницы: 483-497

Ф.Н. Карачевцев1, А.В. Алексеев1, А.Ф. Летов1, Р.М. Дворецков1

[1] Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов», admin@viam.ru

ПЛАЗМЕННЫЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА ЭЛЕМЕНТНОГО ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА НИКЕЛЕВЫХ СПЛАВОВ

Рассмотрены вопросы применения атомно-эмиссионного и масс-спектрометрического с индуктивно связанной плазмой методов анализа для контроля химического состава жаропрочных никелевых сплавов (ЖНС). Установлены условия пробоподготовки проб ЖНС: смеси кислот, температуры и время растворения. Проведен выбор аналитических линий легирующих элементов и масс контролируемых примесей в никелевых сплавах. Разработаны методики измерений химического состава методами атомно-эмиссионного и масс-спектрометрического с индуктивно связанной плазмой анализа. Изготовлены и аттестованы комплекты стандартных образцов с вредными примесями (Zn, As, Se, Ag, Cd, Sn, Sb, Te, Tl, Pb, Bi) в диапазоне массовых долей от 0,0001 до 0,005% (по массе), редкоземельных элементов - от 0,0001 до 0,1% (по массе), а также прочих примесей (P, B, Fe, Si, V, Ru, Zr, Hf, Ca, Mg) - от 0,0001 до 0,5% (по массе) для калибровки оптико-эмиссионных спектрометров, масс-спектрометров с лазерным пробоотбором или тлеющим разрядом.

Ключевые слова: плазменные методы анализа, жаропрочные никелевые сплавы, методики измерений, стандартные образцы, plasma analysis techniques, heat-resistant nickel alloys, measurement technique, certified reference materials

Список литературы

  1. Дворецков Р.М., Карачевцев Ф.Н., Загвоздкина Т.Н., Механик Е.А. Определение химического состава высоколегированных никелевых сплавов авиационного назначения методом АЭС-ИСП в сочетании с микроволновой пробоподготовкой // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2013. Т. 79. №9. С. 6-9.
  2. Карачевцев Ф.Н., Дворецков Р.М., Загвоздкина Т.Н. Микроволновая пробоподготовка никелевых сплавов для определения легирующих элементов методом АЭС-ИСП // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2014. №11. Ст. 11. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 01.11.2016). DOI: 10.18577/2307-6046-2014-0-11-11-11.
  3. Якимович П.В., Алексеев А.В., Мин П.Г. Определение низких содержаний фосфора в жаропрочных никелевых сплавах методом ИСП-МС // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2014. №10. Ст. 02. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 01.10.2016). DOI: 10.18577/2307-6046-2014-0-10-2-2.
  4. Якимович П.В., Алексеев А.В. Определение галлия, германия, мышьяка и селена в жаропрочных никелевых сплавах, микролегированных РЗМ, методом ИСП-МС // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2015. №3. Ст. 09. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 01.11.2016). DOI: 10.18577/2307-6046-2015-0-3-9-9.
  5. Загвоздкина Т.Н., Карачевцев Ф.Н., Дворецков Р.М. Применение модельных растворов в атомно-абсорбционном анализе // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2015. №3. Ст. 10. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 01.11.2016). DOI: 10.18577/2307-6046-2015-0-3-10-10.
  6. Каблов Е.Н., Петрушин Н.В., Светлов И.Л., Демонис И.М. Никелевые литейные жаропрочные сплавы нового поколения // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 36-52.
  7. Каблов Е.Н., Ломберг Б.С., Оспенникова О.Г. Создание современных жаропрочных материалов и технологий их производства для авиационного двигателестроения // Крылья Родины. 2012. №3-4. С. 34-38.
  8. Каблов Е.Н., Логунов А.В., Сидоров В.В. Микролегирование РЗМ - современная технология повышения свойств литейных жаропрочных никелевых сплавов // Перспективные материалы. 2001. №1. С. 23-34.
  9. Летов А.Ф., Карачевцев Ф.Н., Гундобин Н.В., Титов В.И. Разработка стандартных образцов состава сплавов авиационного назначения // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. C. 393-398.
  10. Колядов Е.В., Герасимов В.В., Висик Е.М. О получении образцов для экспресс-анализа химсостава жаропрочных сплавов // Металлургия машиностроения. 2012. №3. С. 27-29.
  11. Летов А.Ф., Карачевцев Ф.Н. Опыт разработки стандартных образцов авиационных сплавов // Мир измерений. 2012. №8. С. 31-35.
  12. Карачевцев Ф.Н., Летов А.Ф., Проценко О.М., Якимова М.С. Разработка стандартных образцов состава авиационных сплавов // Стандартные образцы. 2013. №4. С. 30-34.
  13. Каблов Е.Н., Морозов Г.А., Крутиков В.Н., Муравская Н.П. Аттестация стандартных образцов состава сложнолегированных сплавов с применением эталона // Авиационные материалы и технологии. 2012. №2. C. 9-11.
  14. Карачевцев Ф.Н., Рассохина Л.И., Герасимов В.В., Висик Е.М. Получение стандартных образцов для экспресс-анализа жаропрочных никелевых сплавов // Металлургия машиностроения. 2013. №6. С. 18-19.
  15. Евгенов А.Г., Неруш С.В., Василенко С.А. Получение и опробование мелкодисперсного металлического порошка высокохромистого сплава на никелевой основе применительно к лазерной LMD-наплавке // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2014. №5. Ст. 04. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 01.11.2016). DOI: 10.18577/2307-6046-2014-0-5-4-4.
  16. Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» // Авиационные материалы и технологии. 2015. №1 (34). С. 3-33. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33.

DOI: 10.18577/2071-9140-2017-0-S-498-515

УДК: 620.186:620.187

Страницы: 498-515

О.А. Быценко1, В.Б. Григоренко1, Е.А. Лукина1, Л.В. Морозова1

[1] Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов», admin@viam.ru

РАЗВИТИЕ МЕТОДОВ МЕТАЛЛОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ: МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ И ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ

Показана эффективность применения комплексного подхода к решению металлофизических задач. Приведены следующие примеры таких исследований: анализ причин разрушения и образования дефектов при эксплуатации деталей и узлов; изучение особенностей разрушения алюминий-литиевых сплавов; всестороннее исследование структуры в ходе отработки технологии получения жаропрочного никелевого сплава с применением селективного лазерного синтеза (СЛС).

Ключевые слова: металлофизика, электронная микроскопия, рентгеноструктурный анализ, фрактография, структурно-фазовые состояния, исследование микроструктуры, physics of metals, electron microscopy, x-ray analysis, fractography, structure-phase state, microstructure research

Список литературы

  1. Каблов Е.Н. Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 7-17.
  2. Каблов Е.Н. Современные материалы - основа инновационной модернизации России // Металлы Евразии. 2012. №3. С. 10-15.
  3. Каблов Е.Н., Оспенникова О.Г., Ломберг Б.С. Стратегические направления развития конструкционных материалов и технологий их переработки для авиационных двигателей настоящего и будущего // Автоматическая сварка. 2013. №10. С. 23-32.
  4. Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» // Авиационные материалы и технологии. 2015. №1 (34). С. 3-33. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33.
  5. Чабина Е.Б., Алексеев А.А., Филонова Е.В., Лукина Е.А. Применение методов аналитической микроскопии и рентгеноструктурного анализа для исследования структурно-фазового состояния материалов // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2013. №5. Ст. 06. URL: http://viam-works.ru (дата обращения: 17.10.2016).
  6. Панин В.Е. Физическая мезомеханика материалов. Томск: Изд. дом Томского гос. ун-та, 2015. 920 с.
  7. Панин В.Е., Каблов Е.Н., Почивалов Ю.И., Панин С.В., Колобнев Н.И. Влияние наноструктурирования поверхностного слоя алюминий-литиевого сплава 1424 на механизмы деформации, технологические характеристики и усталостную долговечность. Повышение пластичности и технологических характеристик // Физическая мезомеханика. 2012. Т. 15. №6. С. 107-111.
  8. Беликова А.Ф., Буравова C.Н., Гордополов Ю.А. Локализация деформации и связь ее с деформированным состоянием материала // Журнал технической физики. 2013. Т. 83. №2. С. 153-155.
  9. Хохлатова Л.Б., Колобнев Н.И., Антипов В.В. и др. Влияние коррозионной среды на скорость роста трещины усталости в алюминиевых сплавах // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2013. №3. Ст. 05. URL: http://viam-works.ru (дата обращения: 19.10.2016).
  10. Морозова Л.В., Жегина И.П., Григоренко В.Б. Особенности деформационного поведения сплава В-1469 в условиях совместного воздействия приложенной нагрузки и коррозионно-активной среды // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2016. №9. Ст. 10. URL: http://viam-works.ru (дата обращения: 19.10.2016). DOI: 10.18577/2307-6046-2016-0-9-10-10.
  11. Григоренко В.Б., Морозова Л.В., Жегина И.П., Фомина М.А. Особенности накопления повреждений в поверхностных слоях алюминий-литиевых сплавов 1441 и В-1469 при воздействии коррозионной среды и приложенной нагрузки // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2016. №7. Ст. 01. URL: http://viam-works.ru (дата обращения: 19.10.2016). DOI: 10.18577/2307-6046-2016-0-7-1-1.
  12. Каблов Е.Н., Лукина Е.А., Сбитнева С.В., Хохлатова Л.Б., Зайцев Д.В. Формирование метастабильных фаз при распаде твердого раствора в процессе искусственного старения Al-сплавов // Технология легких сплавов, 2016. №3. С. 7-17.
  13. Евгенов А.Г., Лукина Е.А., Асланян И.Р. Структура и свойства сплавов на основе никеля, полученных методом СЛС // Аддитивные технологии: настоящее и будущее: сб. матер. 2-ой Междунар. конф. М.: ВИАМ, 2016. Ст. 01.
  14. Лукина Е.А., Базалеева К.О., Петрушин Н.В., Цветкова Е.В. Особенности формирования структуры жаропрочного никелевого сплава ЖС6К-ВИ при селективном лазерном сплавлении // Цветные металлы. 2016. №3. С. 57-63.
  15. Клевцов Г.В., Ботвина Л.Р., Клевцова Н.А., Лимарь Л.В. Фрактодиагностика разрушения металлических материалов и конструкций: учеб. пособие для вузов. М.: МИСиС, 2007. 264 с.
  16. Орлов М.Р., Григоренко В.Б., Морозова Л.В., Наприенко С.А. Исследование эксплуатационных разрушений подшипников методами оптической, растровой электронной микроскопии и рентгеноспектрального микроанализа // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2016. №1. Ст. 09. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 15.10.2016). DOI: 10.18577/2307-6046-2016-0-1-9-9.

DOI: 10.18577/2071-9140-2017-0-S-516-526

УДК: 620.1:699.81

Страницы: 516-526

С.Л. Барботько1

[1] Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов», admin@viam.ru

РАЗВИТИЕ МЕТОДОВ ОЦЕНКИ ПОЖАРОБЕЗОПАСНОСТИ МАТЕРИАЛОВ АВИАЦИОННОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Одними из важнейших свойств материалов являются характеристики пожарной безопасности. Увеличение применения полимерных материалов в конструкциях изделий авиационной техники требует совершенствования нормативной базы на проведение испытаний. В статье проведен анализ существующих требований по пожарной безопасности и приведено описание работ, выполненных во ФГУП «ВИАМ» в последние годы, по совершенствованию нормативной базы на проведение испытаний.

Ключевые слова: пожарная безопасность, методы испытаний, огнестойкость, горючесть, тепловыделение, fire safety, test methods, fire resistant, flammability, heat release

Список литературы

  1. Каблов Е.Н. Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 7-17.
  2. Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» // Авиационные материалы и технологии. 2015. №1 (34). С. 3-33. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33.
  3. Каблов Е.Н. Конструкционные и функциональные материалы - основа экономического и научно-технического развития России // Вопросы материаловедения. 2006. №1. С. 64-67.
  4. Cherry R.G.W. Thermal Acoustic Insulation Contamination Research // Technical Report DOT/FAA/TC-14/24. U.S. Department of Transportation Federal Aviation Administration Transport Airplane Directorate, ANM-115. 2014. 114 p.
  5. Ochs R.I. Evaluation of Carbon Fiber Composite Flammability: Effect of Sample Thickness and External Ambient Conditions on Inboard Surface Flame Propagation // Technical Report DOT/FAA/TC-TN15/1. U.S. Department of Transportation William J. Hughes Technical Center, 2015. 29 p.
  6. Quintiere J.G., Crowley S., Walters R.N., Lyon R.E., Blake D. Fire Hazards of Lithium Batteries // Technical Report DOT/FAA/TC-TN15/17. U.S. Department of Transportation Federal Aviation Administration, 2016. 50 p.
  7. Barnett B., Ofer D., Sriramulu S., Stringfellow R. Lithium-Ion Batteries, Safety //in Batteries for Sustainability. New York: Springer, 2013. P. 285-318.
  8. Нормы летной годности самолетов транспортной категории: АП-25. 3-е изд., с поправками 1-7: утв. Постановлением 28-й сессии Совета по авиации и использованию воздушного пространства 11.12.2008. М.: Авиаиздат, 2014. 278 с.
  9. Federal Register. 14 CFR Part 25 - Airworthiness standards. Transport category airplanes // Federal Aviation Administration //http:www.faa.gov/regulations_policies/faa_regulations; http:www.ecfr.gov/cgi-bin/text-idx (дата обращения: 07.11.2016).
  10. Certification Specifications and Acceptable Means of Compliance for Large Aeroplanes CS-25. Amendment 15. European Aviation Safety Agency, 2014. 921 p.
  11. Advisory Circular AC 20-135 Powerplant installation and propulsion system component fire protection test methods, standards, and criteria. US Department of Transportation, Federal Aviation Administration, 1990. 18 p.
  12. Technical Standard Order TSO-C69c. Emergency evacuation slides, ramps, ramp/slides, and slide/rafts. Department of Transportation Federal Aviation Administration, 1999. 47 p.
  13. Барботько С.Л. Пожаробезопасность авиационных материалов // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 431-439.
  14. Барботько С.Л., Кириллов В.Н., Шуркова Е.Н. Оценка пожарной безопасности полимерных композиционных материалов авиационного назначения // Авиационные материалы и технологии. 2012. №3. С. 56-63.
  15. Кириенко О.А., Шуркова Е.Н., Вольный О.С., Барботько С.Л. Исследование влияния различных защитных покрытий на характеристики пожарной безопасности тепловой акустической изоляции фюзеляжа // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2014. №10. Ст. 07. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 07.11.2016). DOI: 10.18577/2307-6046-2014-0-10-7-7.
  16. Кириенко О.А., Шуркова Е.Н., Вольный О.С., Барботько С.Л. Оценка пожарной безопасности ПКМ при распространении пламени по горизонтальной поверхности в условиях теплового потока переменной интенсивности // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2015. №6. Ст. 11. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 07.11.2016). DOI: 10.18577/2307-6046-2015-0-6-11-11.
  17. Ефимов В.А., Шведкова А.К., Коренькова Т.Г., Кириллов В.Н. Исследование полимерных конструкционных материалов при воздействии климатических факторов и нагрузок в лабораторных и натурных условиях // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2013. №1. Ст. 05. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 07.11.2016).
  18. Кириллов В.Н., Ефимов В.А., Барботько С.Л., Николаев Е.В. Методические особенности проведения и обработки результатов климатических испытаний полимерных композиционных материалов // Пластические массы. 2013. №1. С. 37-41.
  19. Кириллов В.Н., Ефимов В.А., Шведкова А.К., Николаев Е.В. Исследование влияния климатических факторов и механического нагружения на структуру и механические свойства ПКМ // Авиационные материалы и технологии. 2011. №4. С. 41-45.
  20. Скрылев Н.С., Вольный О.С., Постнов В.И., Барботько С.Л. Исследование влияния тепловых факторов климата на изменение характеристик пожаробезопасности полимерных композиционных материалов // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2013. №9. Ст. 05. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 07.11.2016).
  21. Скрылев Н.С., Вольный О.С., Абрамов Д.В., Шуркова Е.Н. Исследование влияния тепловлажностных факторов на изменение характеристик пожарной безопасности ПКМ, подверженных климатическим воздействиям // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2014. №7. Ст. 12. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 07.11.2016). DOI: 10.18577/2307-6046-2014-0-7-12-12.
  22. Lyon R.E. Thermal Dynamics of Bomb Calorimeters // Technical Report DOT/FAA/TC-TN16/16. Federal Aviation Administration Technical Centre, 2016. 20 p.
  23. Walters R.N., Lyon R.E. Measuring Energy Release of Lithium-ion Battery Failure Using a Bomb Calorimeter // Technical Report DOT/FAA/TC-15/40. Aviation Research Division Federal Aviation Administration Technical Center, 2016. 20 p.

DOI: 10.18577/2071-9140-2017-0-S-527-546

УДК: 620.1

Страницы: 527-546

А.Н. Луценко1, А.В. Славин1, В.С. Ерасов1, К.К. Хвацкий1

[1] Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов», admin@viam.ru

ПРОЧНОСТНЫЕ ИСПЫТАНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЯ АВИАЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Проведены испытания элементов авиационных и строительных конструкций статическим и циклическим силовым нагружением на испытательном стенде в ГЦКИ ВИАМ им. Г.В. Акимова. На примере их комплексных испытаний, совмещенных с климатическими, показано, что стенды и силовой пол ГЦКИ обладают уникальными возможностями для одновременного проведения натурных механических и климатических испытаний крупногабаритных конструкций. В конструкциях типовой вертикальной колонны, строительной балки и конструктивно-подобного образца сварной гибридной панели крыла значимых повреждений в процессе испытаний методами неразрушающего контроля не выявлено, что подтвердило высокое качество элементов из металлических и полимерных композиционных материалов, а также обеспечение заданных при проектировании ресурсных и прочностных характеристик конструкций. Оценка жесткости всех испытанных элементов конструкций показала, что влияющих на несущую способность повреждений, вызванных силовым или климатическим воздействием, не выявлено. Исследованы характеристики многоцикловой усталости (МнЦУ) нескольких жаропрочных титановых сплавов. В качестве характеристик МнЦУ приняты значение предела выносливости, форма кривой усталости и другие. Рассмотрено воздействие таких факторов, как температура испытания и концентрация напряжений. Работа выполнена в рамках реализации комплексного научного направления 2. «Фундаментально ориентированные исследования, квалификация материалов, неразрушающий контроль» («Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года»)

Ключевые слова: механические испытания, натурные климатические испытания, испытания элементов конструкций, коррозия, многоцикловая усталость (МнЦУ), предел выносливости, параметры испытаний, жаропрочные титановые сплавы, mechanical tests, full-scale climatic testing, testing of structural elements, corrosion, high cycle fatigue (HCF), fatigue limit, testing parameters, heat resistance titanium alloys

Список литературы

  1. Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» // Авиационные материалы и технологии. 2015. №1 (34). С. 3-33. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33.
  2. Колганов И.М., Дубровский П.В., Архипов А.Н. Технологичность авиационных конструкций, пути повышения: учеб. пособие. Ульяновск: УлГТУ, 2003. Ч. 1. 148 с.
  3. Панин В.Ф., Гладков Ю.А. Конструкции с заполнителем: справочник. М.: Машиностроение, 1991. 272 с.
  4. Крысин В.Н., Крысин М.В. Технологические процессы формования, намотки и склеивания конструкций. М.: Машиностроение, 1989. 240 с.
  5. ГОСТ 9.906-87. Единая система защиты от коррозии и старения. Станции климатические испытательные. Общие требования. M.: ИПК Издательство стандартов, 2003. 22 с.
  6. Каблов Е.Н., Кашапов О.С., Павлова Т.В., Ночовная Н.А. Разработка опытно-промышленной технологии изготовления полуфабрикатов из псевдо-α-титанового сплава ВТ41 // Титан. 2016. №2. С. 33-42.
  7. Кашапов О.С., Павлова Т.В., Истракова А.Р., Калашников В.С. Повышение прочностных характеристик жаропрочных псевдо-α-титановых сплавов // Авиационные материалы и технологии. 2014. №S5. С. 73-80. DOI: 10.18577/2071-9140-2014-0-s5-73-80.
  8. Беляев М.С., Горбовец М.А., Кашапов О.С., Ходинев И.А. Механические свойства и структура титанового сплава ВТ41 // Цветные металлы. 2014. №8. С. 66-71.
  9. Кашапов О.С., Павлова Т.В., Истракова А.Р., Калашников В.С. Влияние содержания железа на механические свойства поковок из жаропрочного титанового сплава ВТ41 // Труды ВИАМ: электрон. науч. технич. журн. 2015. №10. Ст. 01. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 21.07.2016). DOI: 10.18577/2307-6046-2015-0-10-1-1.
  10. Кашапов О.С., Павлова Т.В., Ночовная Н.А. Влияние режимов термической обработки на структуру и свойства жаропрочного титанового сплава для лопаток КВД // Авиационные материалы и технологии. 2010. №2. С. 8-14.
  11. Трощенко В.Т., Сосновский Л.А. Сопротивление усталости металлов и сплавов: справочник. Киев: Наукова думка, 1987. Ч. 1. 512 с.
  12. Беляев М.С., Горбовец М.А., Комарова Т.И. Способ испытаний и расчетное определение предела выносливости для горизонтального участка кривой усталости // Авиационные материалы и технологии. 2012. №3. С. 50-55.
  13. Nicholas T. High Cycle Fatigue. Ohio: Elsevier, 2006. 642 p.
  14. Львовский Е.Н. Статистические методы построения эмпирических формул. М.: Высшая школа, 1988. 240 с.
  15. Каблов Е.Н., Кириллов В.Н., Жирнов А.Д., Старцев О.В., Вапиров Ю.М. Центры для климатических испытаний авиационных ПКМ // Авиационная промышленность. 2009. №4. С. 36-46.
  16. Павлова Т.В., Кашапов О.С., Кондратьева А.Р., Калашников В.С. Возможности по расширению области применения сплава ВТ8-1 для дисков и рабочих колес компрессора // Труды ВИАМ: электрон. науч. технич. журн. 2016. №3. Ст. 05. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 21.07.2016). DOI: 10/18577/2307-6046-2016-0-3-5-5.
  17. Каблов Е.Н. Разработки ВИАМ для газотурбинных двигателей и установок // Крылья Родины. 2010. №4. С. 31-33.
  18. Кашапов О.С., Новак А.В., Ночовная Н.А., Павлова Т.В. Состояние, проблемы и перспективы создания жаропрочных титановых сплавов для деталей ГТД // Труды ВИАМ: электрон. науч. технич. журн. 2013. №3. Ст. 02. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 27.07.2015).

DOI: 10.18577/2071-9140-2017-0-S-547-561

УДК: 620.1

Страницы: 547-561

А.Б. Лаптев1, С.Л. Барботько1, Е.В. Николаев1

[1] Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов», admin@viam.ru

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ СОХРАНЯЕМОСТИ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ КЛИМАТИЧЕСКИХ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ФАКТОРОВ

Приведены результаты, полученные за последние годы в направлении реализации следующих стратегических направлений: - оценка экономических потерь от воздействия агрессивных климатических факторов и разработка мероприятий по их снижению; - изменение агрессивности природной среды за счет промышленных выбросов и загрязнений, увеличения объемов эксплуатируемой техники и инфраструктуры, а также глобального изменения климата Земли; - актуальность решения задач, связанных с воздействием климатических факторов, сформулированных в «Стратегических направлениях развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года», разработанных во ФГУП «ВИАМ»; - комплексное изучение процессов биокоррозии в морском климате с точки зрения их влияния на служебные характеристики материалов; - прогнозирование изменения служебных характеристик материалов, конструкций и сложных технических систем с учетом воздействия климатических и эксплуатационных факторов; - актуализация российской нормативной базы оценки влияния внешних воздействующих факторов и эксплуатационных нагрузок на служебные характеристики материалов, конструкций и сложных технических систем, гармонизированной с международными стандартами; - создание климатических площадок в климатических зонах, отсутствующих в Российской Федерации; - перспективы дальнейшего развития направлений научных и практических исследований климатической стойкости материалов на период до 2030 года.

Ключевые слова: коррозия, старение, биоповреждения, полимерные композиционные материалы, климатические испытания, corrosion, aging, biodeterioration, polymer composite materials, environmental testing

Список литературы

  1. Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» // Авиационные материалы и технологии. 2015. №1. С. 3-33. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33.
  2. Бедрицкий А.И. Результаты исследований климата для стратегии устойчивого развития Российской Федерации. М.: Вива-Стар, 2005. 178 с.
  3. Каблов Е.Н., Старцев О.В., Медведев И.М. Обзор зарубежного опыта исследований коррозии и средств защиты от коррозии // Авиационные материалы и технологии. 2015. №2 (35). С. 76-87. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-2-76-87.
  4. Ибрагимов Н.Г., Лаптев А.Б., Хафизов А.Р. и др. Осложнения в нефтедобыче. Уфа: Монография, 2003. 302 с.
  5. Полякова А.В., Кривушина А.А., Горяшник Ю.С., Яковенко Т.В. Испытания на микробиологическую стойкость в условиях теплого и влажного климата // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2013. №7. Ст. 06. URL: http://viam-works.ru (дата обращения: 05.04.2016).
  6. Koch G.H., Brongers M.P.H., Thompson N.G. et al. Corrosion Costs and Preventive Strategies in the United States // NACE Corrosion Wrap-Up report, 2010. 19 р. Publication No. FWHA-RD-01-156. URL: http://www.nace.org (дата обращения: 05.04.2016).
  7. Каблов Е.Н. Контроль качества материалов - гарантия безопасности эксплуатации авиационной техники // Авиационные материалы и технологии. М.: ВИАМ, 2001. Вып.: Методы испытаний и контроля качества металлических и неметаллических материалов. С. 3-8.
  8. СНиП 28.13330.2012. Защита строительных конструкций от коррозии. М., 2012. 54 с.
  9. Руководящий документ по защите от коррозии механического оборудования и специальных стальных конструкций гидротехнических сооружений: РД ГМ-01-02: утв. М-вом энергетики Рос. Федерации 21.03.2002. URL: http://ohranatruda.ru/ot_biblio/normativ/data_normativ/46/46115/ (дата обращения: 05.04.2016).
  10. Ахияров Р.Ж., Бугай Д.Е., Лаптев А.Б. Проблемы подготовки оборотных и сточных вод предприятий нефтедобычи // Нефтепромысловое дело. 2008. №9. С. 61-65.
  11. Ахияров Р.Ж., Лаптев А.Б., Ибрагимов И.Г. Повышение промышленной безопасности эксплуатации объектов нефтедобычи при биозаражении и выпадении солей методом комплексной обработки пластовой воды // Нефтепромысловое дело. 2009. № 3. С. 44-46.
  12. Ахияров Р.Ж., Матвеев Ю.Г., Лаптев А.Б., Бугай Д.Е. Ресурсосберегающие технологии предотвращения биозаражения пластовых вод предприятий нефтедобычи // Нефтегазовое дело. 2011. №5. С. 232-242. URL: http://ogbus.ru/article/resursosberegayushhie-texnologii-predotvrashheniya-biozarazheniya-plastovyx-vod-predpriyatij-neftedobychi/ (дата обращения: 05.04.2016).
  13. Лаптев А.Б., Луценко А.Н., Курс М.Г., Бухарев Г.М. Опыт исследований биокоррозии металлов // Практика противокоррозионной защиты. 2016. №2 (80). С. 36-57.
  14. Михайлов А.А., Жирнов А.Д., Жиликов В.П. и др. Коррозивность приморских атмосфер // Коррозия: материалы, защита. 2009. №9. С. 1-6.
  15. Михайлов А.А., Панченко Ю.М., Игонин Т.Н. и др. Атмосферная коррозия углеродистой стали: моделирование и картографирование территории Российской Федерации // Коррозия: материалы, защита. 2010. №11. С. 1-10.
  16. Кокорин А.О. Изменение климата: обзор Пятого оценочного доклада МГЭИК. М.: Всемирный фонд дикой природы, 2014. 80 с.
  17. Луценко А.Н., Курс М.Г., Лаптев А.Б. Обоснование сроков натурных климатических испытаний металлических материалов в атмосфере черноморского побережья // Вопросы материаловедения, 2016. №3 (87). С. 126-137.
  18. Каблов Е.Н., Старцев О.В., Кротов А.С., Кириллов В.Н. Климатическое старение композиционных материалов авиационного назначения. III. Значимые факторы старения // Деформация и разрушение материалов. 2011. №1. С. 34-40.
  19. Меламедов И.М. Физические основы надежности. Л.: Энергия. 1970. 152 с.
  20. Каблов Е.Н., Кириллов В.Н., Жирнов А.Д., Старцев О.В., Вапиров Ю.М. Центры для климатических испытаний авиационных ПКМ // Авиационная промышленность. 2009. №4. С. 36-46.
  21. Kablov E., Murashov V., Rumyantsev A. Diagnostics of Polymer Composites by Acoustic Methods // Ultrasound. Kaunas: Tecnologija. 2006. №2. Р. 7-10.
  22. Курс М.Г., Лаптев А.Б., Кутырев А.Е., Морозова Л.В. Исследование коррозионного разрушения деформируемых алюминиевых сплавов при натурно-ускоренных испытаниях. Часть 1 // Вопросы материаловедения. 2016. №1 (85). С. 116-126.
  23. Лаптев А.Б., Луценко А.Н., Перов Н.С., Бухарев Г.М. Опыт исследований биокоррозии металлов // Практика противокоррозионной защиты. №2 (80). 2016. С. 36-57.
  24. Лаптев А.Б., Навалихин Г.П. Повышение безопасности эксплуатации промысловых нефтепроводов // Нефтепромысловое дело. 2006. №1. С. 48-52.
  25. Лаптев А.Б., Мовенко Д.А. Исследование причин коррозионного разрушения медных трубок системы холодоснабжения // Практика противокоррозионной защиты. №3 (81). 2016. С. 29-35.
  26. Ахияров Р.Ж., Лаптев А.Б., Мовенко Д.А., Белова Н.А. Исследование аномально низкой коррозионной стойкости трубной стали теплообменной аппаратуры для нефтепереработки // Нефтяное хозяйство. 2016. №1. С. 118-121.
  27. Ерасов В.С., Нужный Г.А., Гриневич А.В., Терехин А.Л. Трещиностойкость авиационных материалов в процессе испытания на усталость // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2013. №10. Ст. 06. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 29.02.2016).
  28. Арабей Т.И., Белоглазов С.М. Улучшение защитного действия грунта-модификатора ржавчины на сталь, корродирующую в морской воде и под действием Аspergillus niger // Практика противокоррозионной защиты. 2010. Вып. 1 (55). С. 17-22.
  29. Реформатская И.И., Подобаев А.Н., Ащеулова И.И. и др. Локальная коррозия сталей в условиях эквипотенциальности поверхности // Практика противокоррозионной защиты. 2011. Вып. 3 (61). С. 55-63.
  30. Герасименко А.А. Биокоррозия и защита металлоконструкций. 2. Микробная коррозия оборудования нефтяной промышленности // Практика противокоррозионной защиты. 2001. №2. С. 35-36.
  31. Лаптев А.Б., Луценко А.Н., Перов Н.С., Бухарев Г.М. Опыт ФГУП «ВИАМ» по исследованию биокоррозии в морской воде // Трубопроводный транспорт (теория и практика). 2016. №4 (56). С. 28-31.
  32. Лаптев А.Б., Барботько С.Л., Николаев Е.В., Скирта А.А. Обработка результатов климатических испытаний стеклопластиков // Пластические массы. 2016. №3-4. С. 58-62.
  33. Ерасов В.С., Гриневич А.В., Сеник В.Я. и др. Расчетные значения характеристик прочности авиационных материалов // Авиационные материалы и технологии. 2012. №2. С. 14-16.
  34. Ерасов В.С. Физико-механические характеристики как основные интегральные показатели качества авиационных конструкционных материалов: метод. пособие. М.: ВИАМ, 2011. 16 с.
  35. Тейлор Дж. Введение в теорию ошибок. М.: Мир, 1985. 272 с.
  36. Авиационные материалы: справочник в 13 т. / под ред. Е.Н. Каблова. 7-е изд., перераб. и доп. М.: ВИАМ, 2015. Т. 13: Климатическая и микробиологическая стойкость неметаллических материалов. 270 с.
  37. Дрейпер Н., Смит Г. Прикладной регрессионный анализ. Нью-Йорк: Вильямс, 2007. 912 с.
  38. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука, 1976. 279 с.

DOI: 10.18577/2071-9140-2017-0-S-562-574

УДК: 620.179

Страницы: 562-574

Е.И. Косарина1, О.А. Крупнина1, А.А. Демидов1, Е.М. Турбин1

[1] Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов», admin@viam.ru

ЦИФРОВАЯ РАДИОГРАФИЯ В НЕРАЗРУШАЮЩЕМ КОНТРОЛЕ АВИАЦИОННОЙ ТЕХНИКИ

Приведены результаты опробования и внедрения неразрушающего контроля средствами цифровой радиографии. Показан механизм формирования оптического изображения на детекторе и его различия с традиционной рентгенографией, определены условия оптимальных энергий излучения. Показано, что основными характеристиками цифровых детекторов являются пространственное разрешение, контрастная чувствительность, диапазон допустимых дозовых нагрузок. Выбраны типы цифровых преобразователей для оценки возможности их использования при контроле изделий авиационной техники из алюминиевых, магниевых, титановых, жаропрочных сплавов и сталей.

Ключевые слова: неразрушающий рентгенографический контроль, цифровая рентгенография, отношение «сигнал/шум», нерезкость изображения, контраст изображения, x-ray non-destructive testing, digital radiography, signal-to-noise ratio, image confusion, image contrast

Список литературы

  1. Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» // Авиационные материалы и технологии. 2015. №1 (34). С. 3-33. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33.
  2. Каблов Е.Н. Стратегические направления развития материалов и технологий и их переработки на период до 2030 года // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 7-17.
  3. Каблов Е.Н. Контроль качества материалов - гарантия безопасности эксплуатации авиационной техники // Авиационные материалы и технологии. 2001. №1. С. 3-8.
  4. Каблов Е.Н. России нужны материалы нового поколения // Редкие земли. 2014. №3. С. 8-13.
  5. Степанов А.В., Косарина Е.И., Саввина Н.А., Усачев В.Е. Макро- и микропористость в сплавах на основе алюминия и никеля, обнаружение ее рентгеноскопическими методами неразрушающего контроля // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 423-430.
  6. Степанов А.В., Косарина Е.И., Демидов А.А. Компьютерная рентгенография с применением фотостимулированных пластин // Авиационные материалы и технологии. 2015. №4 (37). С. 79-85. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-4-79-85.
  7. Ложкова Д.С., Степанов А.В., Косарина Е.И. Компьютерная радиография, результаты практических исследований и возможность замены пленочных технологий // Вестник МЭИ. 2011. №3. С. 57-62.
  8. Майоров А.А. Цифровые технологии в неразрушающем контроле // Сфера Нефтегаз. 2009. №9. C. 26-37.
  9. Yaffe M.J., Rowlands J.A. X-ray detectors for digital radiography // Phys. Med. Biol. 1997. Vol. 42. P. 1-39.
  10. Moreira E., Fritz M., H. Simoes Flat-panel detectors are accepted for digital radiography in place of conventional radiography in pipeline weld inspection // Proceedings of the 4th Conferencia Panamericana de END. 2007. URL: http://www.ndt.net/article/panndt2007/papers/127.pdf (дата обращения: 22.11.2016).
  11. Bavendiek K., Heike U., Meade W. D., Zscherpel U., Ewert U. New Digital Radiography Procedure Exceeds Film Sensitivity Considerably in Aerospace Applications // 9th ECNDT (Berlin. September 25-29, 2006). URL: http://www.ndt.net/article/ecndt2006/doc/Th.3.2.1.pdf (дата обращения: 22.11.2016).
  12. Клюев В.В., Соснин Ф.Р. Теория и практика радиационного контроля: учеб. пособие для студентов вузов. М.: Машиностроение, 1998. 170 с.
  13. Добромыслов В.А. Радиационные методы неразрушающего контроля. М.: Машиностроение, 1999. 104 с.
  14. Косарина Е.И., Степанов А.В., Демидов А.А. и др. Испытание радиографических пленок для определения возможности их применения для НК изделий авиационной техники // В мире неразрушающего контроля. 2016. Т. 19. №2. С. 61-65.

DOI: 10.18577/2071-9140-2017-0-S-575-595

УДК: 536:620.1

Страницы: 575-595

А.В. Зуев1, Ю.В. Лощинин1, Д.Я. Баринов1, П.С. Мараховский1

[1] Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов», admin@viam.ru

РАСЧЕТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ

Описывается опыт использования высокотемпературных покрытий для измерения теплопроводности материалов керамических форм и стержней для литья лопаток ГТД, а также для измерения теплоемкости жаропрочных никелевых и интерметаллидного сплавов (ЖС36, ВЖМ4, ВКНА-25) методом лазерной вспышки. Приводятся результаты измерений теплофизических свойств в диапазоне температур от 20 до 1350°С. Показано влияние состояния твердого раствора и γ′-фазы на свойства сплавов. Проведена оценка использования соотношения закона Видемана-Франца-Лоренца для расчета теплопроводности по результатам измерения электросопротивления. Приводятся примеры расчета теплопроводности композиционных материалов с использованием разработанных моделей структуры и расчета температурного поля при отверждении полимерных композиционных материалов. Показана высокая информативность результатов измерений и расчета теплофизических свойств для анализа процессов в материале, для коррекции параметров технологического процесса и для прогнозирования поведения материала в условиях эксплуатации. Работа выполнена в рамках реализации научных направлений 2. «Фундаментально-ориентированные исследования, квалификация материалов, неразрушающий контроль» и 3. «Компьютерные методы моделирования структуры и свойств материалов при их создании и работе в конструкции» («Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года»)

Ключевые слова: тепло- и электрофизические свойства, теплопроводность, электросопротивление, теплоемкость, модель структуры, метод лазерной вспышки, thermo- and electrophysical properties, thermal conductivity, electrical resistivity, specific heat, structure model, laser flash method

Список литературы

  1. Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» // Авиационные материалы и технологии. 2015. №1 (34). С. 3-33. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33.
  2. Каблов Е.Н., Герасимов В.В., Висик Е.М., Демонис И.М. Роль направленной кристаллизации в ресурсосберегающей технологии производства деталей ГТД // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2013. №3. Ст. 01. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 18.08.2016).
  3. Каблов Е.Н., Толорайя В.Н. ВИАМ - основоположник отечественной технологии литья монокристаллических турбинных лопаток ГТД и ГТУ // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 105-117.
  4. Каблов Е.Н., Бондаренко Ю.А., Каблов Д.Е. Особенности структуры и жаропрочных свойств монокристаллов №001> высокорениевого никелевого жаропрочного сплава, полученного в условиях высокоградиентной направленной кристаллизации // Авиационные материалы и технологии. 2011. №4. С. 25-31.
  5. Оспенникова О.Г. Стратегия развития жаропрочных сплавов и сталей специального назначения, зашитных и теплозащитных покрытий // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 19-36.
  6. Каблов Е.Н., Бондаренко Ю.А., Сурова В.А. Особенности высокоградиентной направленной кристаллизации и оборудование для литья монокристаллических образцов и турбинных лопаток из жаропрочных сплавов, содержащих рений // Литейные жаропрочные сплавы. Эффект С.Т. Кишкина: науч.-технич. сб. М.: Наука, 2006. С. 194-205.
  7. Mills K.C., Youssef Y.M., Zushu Li. The effect of aluminium content on thermophysical properties of Ni-based superalloys // ISIJ International. 2006. Vol. 46. No. 1. P. 50-57.
  8. Ouested P.N., Brooks R.F., Chapman L., Morrell R., Youssef Y., Mills K.C. Mesurement and estimation of thermophysical properties of nickel based superalloys // Materials and Technology. 2009. Vol. 25. No. 2. P. 154-162.
  9. Wilthan B., Preis K., Tanzer R., Schützenhöfer W., Pottlacher G. Thermophysical properties of the Ni-based alloy Nimonic 80A up to 2400 K, II // Journal of Alloys and Compounds. 2008. Vol. 452. P. 102-104.
  10. Hazotte A., Perrot B., Archambault P. High temperature thermal diffusivity of nickel-based superalloys and intermetallic compounds // Journal de Physique IV. 1993. Vol. 3. No. 11. P. 351-354.
  11. Чеховской В.Я., Пелецкий В.Е. Теплофизические свойства жаропрочного никелевого сплава ХН55ВМТКЮ // Теплофизика высоких температур. 2005. Т. 43. №1. С. 51-56.
  12. ASTM E 1461-01. Standard Test Method for Thermal Diffusivity by the Flash Method. 2001. P. 1-13.
  13. Лощинин Ю.В. , Фоломейкин Ю.И., Рыкова Т.П., Мараховский П.С., Пахомкин С.И. Теплофизические свойства материалов керамики форм и стержней для литья лопаток ГТД из жаропрочных сплавов // Материаловедение. 2014. №3 (204). С. 47-52.
  14. Каблов Е.Н., Петрушин Н.В. Компьютерный метод конструирования литейных жаропрочных никелевых сплавов // Литейные жаропрочные сплавы. Эффект С.Т. Кишкина: науч.-технич. сб. М.: Наука, 2006. С. 56-78.
  15. Базылева О.А., Унчикова М.В., Туренко Е.Ю., Багетов В.В., Шестаков А.В. Исследование влияния термической обработки на микроструктуру, параметры дендритной ликвации и время до разрушения интерметаллидного ренийсодержащего сплава на основе Ni3Al // Труды ВИАМ: электр. науч.-технич. журн. 2016. №10. Ст. 04. URL: http://www.viam.ru (дата обращения: 02.11.2016) DOI: 10.18577/2307-6046-2016-0-10-4-4.
  16. Лощинин Ю.В., Фоломейкин Ю.И., Пахомкин С.И. Измерение теплоемкости образцов с покрытием методом лазерной вспышки // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2015. Т.81. №9. С. 40-44.
  17. Рябцев Л.А., Корнилов И.И., Пряхина Л.И. Жаропрочность и физико-химические свойства многокомпонентных никелевых сплавов // Структура и свойства жаропрочных металлических материалов. М.: Наука, 1967. 143 с.
  18. Ковалев А.И., Логунов А.В., Хацинская И.М., Зверев А.Ф. Теплофизические свойства жаропрочных никелевых сплавов // Теплофизические и электрические свойства металлов и сплавов: сб. статей. М.: ВИАМ, 1973. 13 с.
  19. Kovalev A.I., Bronfin M.B., Loshchinin Yu.V., Vertogradskii V.A. Heat capacity of the Ni3Al intermetallide and its change upon alloying with refractory transition metals // High Tempertures - High Pressures. 1976. Vol. 8. P. 581-584.
  20. Логунов А.В., Петрушин Н.В., Хацинская И.М. Температуры растворения упрочняющих интерметаллидных фаз в жаропрочных никелевых сплавах // Металловедение и термическая обработка металлов. 1977. №6. С. 67-68.
  21. Epishin A.I., Svetlov I.L., Petrushin N.V., Loshchinin Yu.V., Link T. Segregation in Single-Crystal Nickel-Вase Superalloys // Trans. Tech Publications. Switzerland, 2011. Р. 121-125.
  22. Чудновский А.Ф. Теплофизические характеристики дисперсных материалов. М.: Физматгиз, 1962, 456 с.
  23. Дульнев Г.Н., Заричняк Ю.П. Теплопроводность смесей и композиционных материалов: справочная книга. Л.: Энергия, 1974. 264 с.
  24. Дульнев Г.Н., Новиков В.В. Процессы переноса в неоднородных средах. Л.: Энергоатомиздат, 1991. 248 с.
  25. Алифанов О.М. Обратные задачи теплообмена. М.: Машиностроение, 1988. 280 с.
  26. Зуев А.В., Просунцов П.В., Майорова И.А. Расчетно-экспериментальное исследование процессов теплопереноса в высокопористых волокнистых теплоизоляционных материалах // Тепловые процессы в технике. 2014. Т. 6. №9. С. 410-419.
  27. Зуев А.В., Просунцов П.В. Модель структуры волокнистых теплоизоляционных материалов для анализа процессов комбинированного теплопереноса // Инженерно-физический журнал. 2014. Т. 87. №6. С. 1319-1329.
  28. Резник С.В., Просунцов П.В., Зуев А.В. Особенности применения обратных задач для определения теплопередачи в высокопористых материалах при высоких скоростях нагревания // Обратные задачи, проектирование и оптимизация: тр. II Междунар. симпозиума. США, 2007. С. 657-665.
  29. Просунцов П.В., Резник С.В. Использование данных по коэффициенту теплопроводности полупрозрачных рассеивающих материалов в тепловых расчетах // Гагаринские научные чтения по космонавтике и авиации. М.: МАТИ им. К.Э. Циолковского, 1990. С. 17.
  30. Prosuntsov P.V. Parametric Identification of Thermophysical Properties of Highly Porous Partially Transparent Materials Based on the Solution of a Two-Dimensional Problem of Radiative-Conductive Heat Transfer // Heat Transfer Research. 2005. No. 6. Р. 481-500.
  31. Доспехи для «Бурана». Материалы и технологии ВИАМ для МКС «Энергия-Буран» / под общ. ред. Е.Н. Каблова. М.: Наука и жизнь, 2013. 128 с.
  32. Просунцов П.В., Зуев А.В. Применение метода лазерной вспышки для комплексной параметрической идентификации теплофизических и оптических свойств частично прозрачных материалов // 6-ой Минский международный форум по тепломассообмену. Минск, 2008. С. 379-381.
  33. Просунцов П.В., Майорова И.А., Зуев А.В. Использование моделей комбинированного теплопереноса для анализа температурного состояния элементов тепловой защиты многоразовых космических аппаратов // Тепловые процессы в технике. 2014. Т. 6. №7. С. 317-323.
  34. Майорова И.А. Просунцов П.В., Зуев А.В. Оптимальное тепловое проектирование мультиэкранной системы тепловой защиты многоразовых космических аппаратов // Инженерно-физический журнал. 2016. Т. 89. №2. С. 1-6.
  35. Дмитриев О.С., Мищенко С.В., Шаповалов А.В., Кириллов В.Н. Математическое моделирование процесса отверждения изделий из полимерных композиционных материалов методом вакуумного автоклавного формования в технологическом пакете // Вестник ТГТУ. 2001. Т. 7. №1. С. 7-19.
  36. Дмитриев О.С., Кириллов В.Н., Кавун Н.С., Зуев А.В. Определение оптимальных режимов отверждения толстостенных изделий из полимерных композитов // Тепловые процессы в технике. 2013. №10. С. 467-475.
  37. Баринов Д.Я., Майорова И.А., Мараховский П.С., Зуев А.В., Куцевич К.Е., Лукина Н.Ф. Математическое моделирование температурных полей при отверждении толстостенной плиты стеклопластика // Перспективные материалы. 2015. №4. С. 5-14.