Архив журнала

Авиационные материалы и технологии №4, 2016

DOI: 10.18577/2071-9140-2016-0-4-3-8

УДК: 620.1

Страницы: 3-8

В.И. Громов1, В.Н. Кротов2, Н.А. Курпякова1, О.В. Седов1, А.В. Дорошенко1

[1] Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов», admin@viam.ru
[2] Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ростовский государственный университет путей сообщения», tehn_met@rgups.ru

ВЛИЯНИЕ ОСТАТОЧНОГО АУСТЕНИТА НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА ДИФФУЗИОННОГО СЛОЯ СТАЛИ МАРТЕНСИТНОГО КЛАССА ПОСЛЕ ВАКУУМНОЙ ЦЕМЕНТАЦИИ

Методом оптической микроскопии и рентгеноструктурного анализа выполнены исследования влияния режимов вакуумной цементации и последующей термической обработки на фазовые превращения в диффузионном слое конструкционной комплексно-легированной дисперсионно-твердеющей теплостойкой стали мартенситного класса. Показано влияние процентного содержания углерода в цементованном слое на количество остаточного аустенита, процессы дисперсионного твердения при упрочняющей термической обработке после вакуумной цементации, на микроструктуру и твердость слоя. Приведены фотографии, иллюстрирующие изменение микроструктуры цементованного слоя в процессе упрочняющей термической обработки в зависимости от процентного содержания углерода в слое. Показано влияние температуры отпусков упрочняющей термической обработки на протекание процессов дисперсионно-карбидного упрочнения. Работа выполнена в рамках реализации комплексного научного направления 8.3. «Высокопрочные наноструктурированные конструкционные стали и диффузионные покрытия, получаемые методами химико-термической обработки» («Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года»)

Ключевые слова: диффузионный слой, карбидная фаза, аустенит, мартенсит, упрочнение, вакуумная цементация, diffusion layer, carbide phase, austenite, martensite, hardening, vacuum carburization

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. Разработки ВИАМ для газотурбинных двигателей и установок // Крылья Родины. 2010. №4. С. 31-33.
  4. Каблов Е.Н., Оспенникова О.Г., Базылева О.А. Материалы для высоконагруженных деталей газотурбинных двигателей // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2011. Спец. вып.: Перспективные конструкционные материалы и технологии. С. 13-19.
  5. Крылов В.С. Разработка процессов насыщения стали азотом и углеродом при пониженном давлении: автореф. дис. … докт. техн. наук. М., 1979. 35 с.
  6. Рыжов Н.М., Смирнов А.Е., Фахуртдинов Р.С. и др. Особенности вакуумной цементации теплостойкой стали в ацетилене // МиТОМ. 2004. №6. С. 10-15.
  7. Рыжов Н.М., Смирнов А.Е., Фахуртдинов Р.С. Управление насыщенностью углеродом диффузионного слоя при вакуумной цементации теплостойких сталей // МиТОМ. 2004. №8. С. 22-27.
  8. Рыжов Н.М., Смирнов А.Е., Фахуртдинов Р.С. Вакуумная цементация хромоникелевой стали // МиТОМ. 2008. №2. С. 25-29.
  9. 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. Cт. 01. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 18.10.2016).
  10. Гудремон Э. Специальные стали. Пер. с нем. М.: Металлургия. 1966. Т. 2. С. 1274.
  11. Маркова Е.С., Покровская Н.Г., Шалькевич А.Б., Громов В.И. Мартенситостареющие стали - новые перспективные материалы для валов ГТД // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 81-84.
  12. Рыжов Н.М., Смирнов А.Е., Фахуртдинов Р.С. Циклическая прочность стали 16Х3НВФМБ-Ш (ВКС-5) после вакуумной цементации // МиТОМ. 2010. №2. С. 23-28.
  13. Grafen W., Edenhofer B. Acetylene low-pressure carburizing - a novel and superior carburizing technology // Heat treatment of metals. 1999. Vol. 26. No. 4. P. 79-85.
  14. Kula P., Olejnik J., Kowalewski J. New vacuum carburizing technology // Heat treatment progress. 2001. Vol. 1. No. 1. P. 57-65.
  15. Frederick. J.O., Daniel H.H. Heat treatment depends on the material and the property profile required // Heat treatment progress. 2002. Vol. 1. No. 6. P. 1-5.
  16. 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.

DOI: 10.18577/2071-9140-2016-0-4-9-17

УДК: 669.018.44:669.245

Страницы: 9-17

Р.М. Назаркин1, В.Г. Колодочкина1, О.Г. Оспенникова1, М.Р. Орлов1

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

ИЗМЕНЕНИЯ МИКРОСТРУКТУРЫ МОНОКРИСТАЛЛОВ ЖАРОПРОЧНЫХ НИКЕЛЕВЫХ СПЛАВОВ В ПРОЦЕССЕ ДЛИТЕЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ТУРБИННЫХ ЛОПАТОК

Представлены результаты исследований микроструктуры и субструктуры монокристаллических рабочих лопаток турбины высокого давления из литейных жаропрочных никелевых сплавов ЖС26-ВИ и ЖС32-ВИ в процессе длительных ресурсных испытаний газотурбинных двигателей. Показано, что выделение частиц избыточных фаз, обогащенных тугоплавкими элементами, в сплаве в процессе высокотемпературных испытаний сопровождается уменьшением параметра кристаллической решетки γ-твердого раствора, что подтверждается данными рентгеновского структурного анализа, рентгеноспектрального микроанализа и растровой электронной микроскопии. Выдвинуто предположение, что уменьшение степени легирования γ-твердого раствора в результате выделения фаз, богатых тугоплавкими элементами, может приводить к падению жаропрочности материала. Кроме того, данные фазы могут оказывать негативное влияние на механические характеристики сплавов из-за локального охрупчивания материала в зоне их возникновения. Работа выполнена в рамках реализации комплексного научного направления 2.1. «Фундаментально-ориентированные исследования» («Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года»)

Ключевые слова: монокристаллический жаропрочный никелевый сплав, растровая электронная микроскопия, рентгеноспектральный микроанализ, рентгеноструктурный фазовый анализ, γ-твердый раствор, упрочняющая γ`-фаза, несоответствие параметров кристаллических решеток (мисфит), избыточные фазы, ТПУ фазы, «рафт»-структура, монокарбиды, термоусталостные трещины, single crystal superalloy, scanning electron microscopy, х-ray microanalysis, Ni-based superalloy, х-ray phase diffraction analysis, crystal lattice constants, lattice misfit, γ-solid solution, strengthened γ`-phase, excess phases, TCP phases, raft structure, monocarbides, thermo-fatigue cracks

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: 10.18577/2071-9240-2015-0-1-3-33.
  2. Оспенникова О.Г. Стратегия развития жаропрочных сплавов и сталей специального назначения, защитных и теплозащитных покрытий // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 19-36.
  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. Орлов М.Р. Стратегические направления развития Испытательного центра ФГУП «ВИАМ» // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 387-393.
  5. 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.
  6. Петрушин H.B., Оспенникова О.Г., Висик E.M, Рассохина Л.И., Тимофеева О.Б. Жаропрочные никелевые сплавы низкой плотности // Литейное производство. 2012. №6. С. 5-11.
  7. Каблов Е.Н. Физико-механические и технологические особенности создания жаропрочных сплавов, содержащих рений // Вестник Московского университета. Сер. 2: Химия. 2005. Т. 46. №3. С. 155-167.
  8. 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.
  9. 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.
  10. Бондаренко Ю.А., Каблов Е.Н. Направленная кристаллизация жаропрочных сплавов с повышенным температурным градиентом // МиТОМ. 2002. №7. С. 20-23.
  11. 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.
  12. Морозова Г.И. Закономерность формирования химического состава γ'/γ-матрицы многокомпонентных никелевых сплавов // Доклады Академии наук. 1991. Т. 320. №6. С. 1413-1416.
  13. Каблов Е.Н., Петрушин Н.В. Компьютерный метод конструирования литейных жаропрочных никелевых сплавов // Литейные жаропрочные сплавы. Эффект С.Т. Кишкина: науч.-технич. сб. / под ред. Е.Н. Каблова. М.: Наука, 2006. С. 56-78.
  14. Оспенникова О.Г., Орлов М.Р., Колодочкина В.Г., Назаркин Р.М. Структурные изменения и повреждение монокристаллических рабочих лопаток турбины в процессе ресурсных испытаний авиационного газотурбинного двигателя // Деформация и разрушение материалов. 2014. №8. С. 22-29.
  15. Орлов М.Р., Якимова М.С., Летов А.Ф. Анализ работоспособности монокристаллических лопаток турбины высокого давления в составе наземных газотурбинных установок // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 399-407
  16. Самойлов А.И., Назаркин Р.М., Моисеева Н.С. Определение мисфита во фрагментированных монокристаллах никелевых жаропрочных сплавов // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2013. №5. Ст. 02. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 11.01.2016).
  17. Самойлов А.И., Назаркин Р.М., Моисеева Н.С. Мисфит как источник и критерий работоспособности жаропрочных никелевых сплавов // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2013. Т. 79. №6. С. 33-36.
  18. Каблов Е.Н., Орлов М.Р., Оспенникова О.Г. Механизмы образования пористости в монокристаллических лопатках турбины и кинетика ее устранения при горячем изостатическом прессовании // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 117-129.

DOI: 10.18577/2071-9140-2016-0-4-18-22

УДК: 666.293.52:537.226.2

Страницы: 18-22

В.С. Денисова1, Г.А. Соловьева1

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

ЖАРОСТОЙКОЕ СТЕКЛОКЕРАМИЧЕСКОЕ ПОКРЫТИЕ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ДЕТАЛЕЙ КАМЕР СГОРАНИЯ ГАЗОТУРБИННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Разработана технология получения жаростойкого стеклокерамического покрытия на основе тугоплавкой фритты системы BaO-Al2O3-SiO2 и модифицирующих соединений для защиты от высокотемпературной газовой коррозии элементов камеры сгорания из высокожаропрочного сплава ВЖ171. Исследованы основные свойства жаростойкого стеклокерамического покрытия: прочность сцепления, термостойкость, жаростойкость. Показана эффективность защитного действия покрытия при рабочих температурах 1100-1150°С. Жаростойкое стеклокерамическое покрытие отличается технологичностью и не требует использования сложного оборудования. 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: термостойкость, жаростойкость, покрытие, никелевый сплав, высокотемпературная газовая коррозия, стекло, thermal stress resistance, heat resistance, coating, nickel alloy, hot corrosion, glass

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., 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: 13.01.2016).
  3. Солнцев С.С. Защитные технологические покрытия и тугоплавкие эмали. М.: Машиностроение, 1984. 256 с.
  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. 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. Овсепян С.В., Лукина Е.А., Филонова Е.В., Мазалов И.С. Формирование упрочняющей фазы в процессе высокотемпературного азотирования свариваемого жаропрочного деформируемого сплава на основе системы Ni-Co-Cr // Авиационные материалы и технологии. 2013. №1. С. 3-8.
  7. Солнцев Ст.С. Высокотемпературные композиционные материалы и покрытия на основе стекла и керамики // 75 лет. Авиационные материалы. Избранные труды «ВИАМ» 1932-2007: юбилейный науч.-технич. сб. М.: ВИАМ, 2007. С. 90-99.
  8. Солнцев С.С. Высокотемпературные стеклокерамические материалы и покрытия - перспективное направление авиационного материаловедения // Все материалы. Энциклопедический справочник. 2009. №1. С. 26-37.
  9. Солнцев С.С., Денисова В.С., Розененкова В.А. Жаростойкие эмали для защиты никелевых сплавов и сталей // Все материалы. Энциклопедический справочник. 2016. №1. С. 22-28.
  10. Денисова В.С., Солнцев С.Ст., Соловьева Г.А. Стеклоэмалевые покрытия для защиты коррозионностойких сталей от высокотемпературной газовой коррозии: свойства и области применения (обзор) // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2015. №5. Ст. 05. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 13.01.2016). DOI: 10.18577/23071-6046-2015-0-5-5-5.
  11. Денисова В.С., Солнцев С.С., Соловьева Г.А., Малинина Г.А. Современное состояние исследований в области жаростойких ресурсных покрытий для никелевых и титановых сплавов (обзор) // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2015. №4. Ст. 02. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 13.01.2016). DOI: 10.18577/23071-6046-2015-0-4-2-2.
  12. 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: 13.01.2016). DOI: 10.18577/2307-6046-2014-0-2-1-1.
  13. Солнцев С.С., Розененкова В.А., Миронова Н.А., Соловьева Г.А. Высокотемпературные покрытия на основе золь-гель технологии // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2014. №1. Ст. 03. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 13.01.2016). DOI: 10.18577/2307-6046-2014-0-1-3-3.
  14. Солнцев С.С., Швагирева В.В., Исаева Н.В., Соловьева Г.А. Армированные жаростойкие стеклоэмали для камер сгорания газотурбинных двигателей // Авиационные материалы и технологии. 2010. №1. С. 26-29.
  15. Солнцев С.С., Розененкова В.А., Миронова Н.А. Высокотемпературные стеклокерамические покрытия и композиционные материалы // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 359-368.
  16. Солнцев С.С., Швагирева В.В., Исаева Н.В., Соловьева Г.А. Жаростойкое покрытие для защиты высокопрочных сложнолегированных никелевых сплавов от высокотемпературной газовой коррозии // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2014. №6. Ст. 04. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 13.01.2016). DOI: 10.18577/2307-6046-2014-0-6-4-4.

DOI: 10.18577/2071-9140-2016-0-4-23-30

УДК: 621.385.64:629.7.023.226

Страницы: 23-30

Д.А. Чубаров1, С.А. Будиновский1, А.А. Смирнов1

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

МАГНЕТРОННЫЙ СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ СЛОЕВ ТЕПЛОЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ

Рассмотрен магнетронный метод нанесения керамических слоев теплозащитных покрытий, разрабатываемый ВИАМ для защиты рабочих лопаток турбин перспективных газотурбинных двигателей военной и гражданской авиации. Приведено описание самого метода, его достоинств и недостатков, а также спроектированной и установленной в ВИАМ опытной установки магнетронного среднечастотного распыления в среде аргонокислородной плазмы. Дано сравнение микроструктуры керамического слоя, полученного с помощью данного метода, со структурой покрытия, полученного электронно-лучевым осаждением из паровой фазы (ЕВ-PVD) - наиболее широко применяющимся в настоящее время способом при серийном производстве газотурбинных двигателей (ГТД). Приведен рентгенофазовый анализ и измерен коэффициент теплопроводности керамического слоя теплозащитного покрытия (ТЗП), полученного методом магнетронного среднечастотного распыления. Работа выполнена в рамках реализации комплексного научного направления 17.3. «Многослойные жаростойкие и теплозащитные покрытия, наноструктурные упрочняющие эрозионно- и коррозионностойкие, износостойкие, антифреттинговые покрытия для защиты деталей горячего тракта и компрессора ГТД и ГТУ» («Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года»)

Ключевые слова: теплозащитное покрытие, YSZ, газотурбинный двигатель, магнетрон, thermal barrier coating, TBC, YSZ, gas turbine engine, magnetron sputtering

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. 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. 33-37.
  3. Гаямов А.М., Будиновский С.А., Мубояджян С.А., Косьмин А.А. Выбор жаростойкого покрытия для жаропрочного никелевого рений-рутенийсодержащего сплава марки ВЖМ4 // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2014. №1. Ст. 01. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 02.08.2015). DOI: 10.18577/2307-6046-2014-0-1-1-1.
  4. Смирнов А.А., Будиновский С.А., Матвеев П.В. Исследование влияния величины отрицательного электрического потенциала подложки на скорость осаждения многокомпонентных никелевых покрытий на поверхность жаропрочных литейных сплавов // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2015. №2. Ст. 05. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 02.08.2015). DOI: 10.18577/2307-6046-2015-0-2-5-5.
  5. 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.
  6. 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: 02.08.2015).
  7. Каблов Е.Н., Мубояджян С.А. Теплозащитные покрытия для лопаток турбин высокого давления перспективных ГТД // Металлы. 2012. №1. С. 5-13.
  8. 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.
  9. 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: 02.08.2015). DOI: 10.18577/2307-6046-2015-0-4-7-7.
  10. Чубаров Д.А., Матвеев П.В. Новые керамические материалы для теплозащитных покрытий рабочих лопаток ГТД // Авиационные материалы и технологии. 2013. №4. С. 43-46.
  11. Clarke D.R., Phillpot S.R. Thermal barrier coating materials // Materialstoday. 2005. Vol. 8. Issue 6. P. 22-29.
  12. Levi C.G. Emerging materials and processes for thermal barrier system // Current Opinion in Solid State and Materials Science. 2004. №8. P. 77-91.
  13. Будиновский С.А., Чубаров Д.А., Матвеев П.В. Современные способы нанесения теплозащитных покрытий на лопатки газотурбинных двигателей (обзор) // Авиационные материалы и технологии. 2014. №S5. С. 38-44. DOI: 10.18577/2071-9140-2014-0-s5-38-44.
  14. Мубояджян С.А., Будиновский С.А., Гаямов А.М., Смирнов А.А. Получение керамических теплозащитных покрытий для рабочих лопаток турбин авиационных ГТД магнетронным методом // Авиационные материалы и технологии. 2012. №4. С. 3-8.
  15. 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: 02.08.2015). DOI: 10.18577/2307-6046-2015-0-4-5-5.
  16. 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.

DOI: 10.18577/2071-9140-2016-0-4-31-39

УДК: 621.357.7

Страницы: 31-39

Р.К. Салахова1, А.Б. Тихообразов1

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

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ОКСАЛАТНО-СУЛЬФАТНОГО ЭЛЕКТРОЛИТА ХРОМИРОВАНИЯ, СОДЕРЖАЩЕГО НАНОРАЗМЕРНЫЕ ЧАСТИЦЫ ОКСИДОВ МЕТАЛЛОВ

Исследованы физико-химические свойства оксалатно-сульфатного электролита хромирования как наиболее стабильного и эффективного из известных электролитов на основе соединений трехвалентного хрома. Методом адсорбционной спектроскопии изучен ионный состав окрашенных растворов сульфата хрома и модификационные превращения комплексных соединений Cr(III). Представлены результаты седиментационного анализа электролита, содержащего наноразмерные частицы оксидов металлов. С помощью кондуктометра типа КРАБ-Д №0647 исследована зависимость удельной электропроводности (УЭП) электролита и влияние содержащихся в нем наночастиц Al2O3 на величину УЭП.

Ключевые слова: оксалатно-сульфатный электролит, хромирование, наноразмерные частицы, светопропускание, седиментационная устойчивость, удельная электропроводность, oxalate-sulfate electrolyte, chromium plating, nanoparticles, light transmission, sedimentation stability, specific electrical conductivity

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. Тенденции и ориентиры инновационного развития России: сб. науч.-информац. материалов. 3-е изд. М.: ВИАМ, 2015. 720 с.
  3. Виноградов С.С., Никифоров А.А., Балахонов С.В., Лещев К.А. Исследование структуры и свойств химического покрытия Ni-B // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2014. №12. Ст. 07. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 07.04.2016). DOI: 10.18577/2307-6046-2014-0-12-7-7.
  4. Панарин А.В., Ильин В.А., Салахова Р.К., Смирнова Т.Б. Закономерности формирования микроструктуры, фазовый и химический состав пиролитических карбидохромовых покрытий // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2015. №7. Ст. 06. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 07.04.2016). DOI: 10.18577/2307-6046-2015-0-7-6-6.
  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. Молчанов В.Ф. Эффективность и качество хромирования деталей. Киев: Технiка, 1979, 229 с.
  7. Солодкова Л.Н., Кудрявцев В.Н. Электролитическое хромирование. М.: Глобус, 2007. 191 с.
  8. Клаудия М. Каруана. Переход на производство, не использующее шестивалентный хром // Мир гальваники. Российское издание по мировой гальванотехнике. 2007. №1. С. 36-37.
  9. Виноградов С.С. Экологически безопасное гальваническое производство. М.: Глобус, 1998. Вып. 3. 298 с.
  10. Салахова Р.К. Хромирование в электролите, содержащем соли трехвалентного хрома и нанопорошки, как альтернатива хромированию из стандартных электролитов // Известия Самарского научного центра РАН. 2008. Т. 1. Специальный выпуск. С. 77-82.
  11. Виноградов С.С., Теркулова Ю.А., Курдюкова Е.А., Никифоров А.А. Износостойкое, антифрикционное и фреттингостойкое покрытие на основе Ni-B // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2015. №1. Ст. 02. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 07.04.2016). DOI: 10.18577/2307-6046-2015-0-1-2-2.
  12. Кругликов С.С., Тураев Д.Ю., Кудрявцев В.Н., Ярлыков М.М. Применение ионообменных мембран при электроосаждении хрома из электролитов на основе солей трехвалентного хрома // Гальванотехника и обработка поверхности. 2001. Т.9. №4. С. 39-43.
  13. Шлугер М.А., Ток Л.Д. Новые электролиты для покрытий хромом и его сплавами // Журнал Всесоюзного химического общества им. Д.И. Менделеева. 1988. Вып. 33. №3. С. 297.
  14. Азарко О.Е., Кузнецов В.В., Шахамайер С.Р., Винокуров Е.Г., Кудрявцев В.Н. Электроосаждение толстых твердых хромовых покрытий из электролитов на основе трехвалентного хрома // Гальванотехника и обработка поверхности. 1997. Т. 5. №4. С. 26-27.
  15. Вайли Дж. Функциональное покрытие трехвалентным хромом // Мир гальваники: российское издание по мировой гальванотехнике. 2007. №1. С. 29-31. URL: http://www.galvanicworld.com (дата обращения: 13.10.2016).
  16. Едигарян А.А., Полукаров Ю.М. О возможности замены стандартных ванн хромирования на сульфатно-оксалатные растворы Cr (III) // Журнал прикладной химии. 2003. Т.76. Вып. 2. С. 333-334.
  17. Едигарян А.А., Полукаров Ю.М. Электроосаждение хрома и его сплавов из сульфатных растворов Cr (III) // Гальванотехника и обработка поверхности. 2001. Т. 9. №3. С. 17-18.
  18. Полукаров Ю.М., Сафонов В.А., Едигарян А.А., Выходцева Л.Н. Электроосаждение хрома из сульфатно-оксалатных Cr (III) электролитов. Структура, состав и коррозионное поведение // Защита металлов. 2001. Т. 37. №5. С. 499-503.
  19. Семенычев В.В., Салахова Р.К., Тюриков Е.В., Ильин В.А. Защитные и функциональные гальванические покрытия, получаемые с применением наноразмерных частиц // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 335-342.
  20. Салахова Р.К. Хромирование в электролите, содержащем соли трехвалентного хрома и нанопорошок оксида алюминия // Авиационные материалы и технологии. 2009. №2. С. 19-24.
  21. Салахова Р.К., Семенычев В.В., Тюриков Е.В., Тихообразов А.Б. Исследование внутренних (остаточных) напряжений в композиционно-кластерных хромовых и никелевых покрытиях // Авиационные материалы и технологии. 2014. №S3. С. 42-46. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-s3-42-46.
  22. История авиационного материаловедения. ВИАМ - 80 лет: годы и люди / под общ. ред. Е.Н. Каблова. М.: ВИАМ, 2012. С. 468-474.
  23. Электролит хромирования и способ получения хромового покрытия на стальных деталях: пат. 2231581 Рос. Федерация; заявл. 25.12.02; опубл. 27.06.04. 5 с.
  24. Электролит хромирования: пат. 2409707 Рос. Федерация; заявл. 28.10.09; опубл. 20.01.11. Бюл. №2. 7 с.
  25. Салахова Р.К., Тюриков Е.В. Седиментационная устойчивость кластерных электролитов хромирования и роль наноразмерных частиц в процессе электроосаждения хромовых покрытий // Известия Самарского научного центра РАН. 2013. Т. 15. №6. С. 88-93.
  26. Салахова Р.К., Семенычев В.В. Эффективность применения нанопорошков в производстве гальванических покрытий // Коррозия: материалы, защита. 2015. №11. С. 36-44.
  27. Фаличева А.И., Бурдыкина Р.И. Электроосаждение хромовых покрытий из электролитов, содержащих соединения трехвалентного хрома // Гальванотехника и обработка поверхности. 1997. №1. С. 15-19.
  28. Винокуров Е.Г., Кудрявцев В.Н. Особенности приготовления электролитов хромирования на основе соединений хрома (III) // Защита металлов. 1992. Т. 28. №2. С. 331-334.
  29. Бахишев Н.Г. Введение в молекулярную спектроскопию. Л.: Изд-во Ленинградского ун-та, 1974. 181 с.
  30. Лаврухина А.К., Юкина Л.В. Аналитическая химия хрома. М.: Наука, 1979. 221 с.
  31. Фролов Ю.Г. Курс коллоидной химии. Поверхностные явления и дисперсные системы. М.: Химия, 1989. 297 с.
  32. Спиридонов Б.А. Электроосаждение покрытий сплавом хром-кобальт из сульфатных растворов // Защита металлов. 2005. Т. 41. №3. С. 273-277.
  33. Антропов Л.И. Теоретическая электрохимия. М.: Высшая школа, 1969. 510 с.
  34. Салахова Р.К., Семенычев В.В., Тихообразов А.Б. Исследование удельной электропроводности электролитов хромирования и никелирования // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета им. академика С.П. Королева. 2014. №3. С. 70-78.
  35. Тюриков Е.В., Семенычев В.В., Ильин В.А. О роли наноразмерных частиц оксида алюминия в саморегулирующемся электролите хромирования // Известия Самарского научного центра РАН. 2012. Т. 14. №4-3. С. 802-807.
  36. Тюриков Е.В., Тихообразов А.Б., Салахова Р.К. Исследование свойств разбавленного саморегулирующегося электролита хромирования, содержащего наноразмерные частицы оксида алюминия // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2015. №6. Ст. 06. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения 07.04.2016). DOI: 10.18577/2307-6046-2015-0-6-6-6.

DOI: 10.18577/2071-9140-2016-0-4-40-46

УДК: 666.77

Страницы: 40-46

Н.В. Бучилин1, Г.Ю. Люлюкина1

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

ОСОБЕННОСТИ СПЕКАНИЯ ВЫСОКОПОРИСТЫХ КЕРАМИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ОКСИДА АЛЮМИНИЯ

Представлены результаты исследований по спеканию и оптимизации режимов обжига материалов с ячеистой поровой структурой на основе оксида алюминия. Показано, что добавление тонкомолотого стекла в состав керамической массы, состоящей из порошка корунда с фракционным составом 10-40 мкм, приводит к реализации при обжиге спекания по жидкофазовому механизму. Определены оптимальные концентрации добавок тонкомолотого стекла в керамической массе, при которых становится возможным получение материалов с сообщающейся пористостью до 85% и пределом прочности при сжатии до 0,7 МПа при температурах обжига, не превышающих 1670°С. Работа выполнена в рамках реализации комплексного научного направления 14.2. «Новые технологии получения сверхвысокотемпературных керамических и металлических композиционных материалов» («Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года»)

Ключевые слова: оксидная керамика, оксид алюминия, керамические фильтры, спекание, обжиг, oxide ceramics, alumina, ceramic filters, sintgering, firing

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. Бунтушкин В.П., Каблов Е.Н., Базылева О.А., Морозова Г.И. Сплавы на основе алюминидов никеля // МиТОМ. 1999. №1. С. 32-34.
  3. 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.
  4. Керамический фильтр, содержащий углеродное покрытие, и способ его изготовления: пат. 2456056 Рос. Федерация; заявл. 28.01.08; опубл. 20.07.12 Бюл. №20. 15 с.
  5. Анциферов В.Н. Проблемы порошкового материаловедения. Часть II. Екатеринбург: УрО РАН, 2002. 263 с.
  6. Sandoval M.L., Camerucci M.A. Foaming performance of aqueous albumin and mullite-albumin systems used in cellular ceramic processing // Ceramics International. 2014. №40. P. 1675-1686.
  7. Magnani G., Brentari A., Burresi E., Raiteri G. Pressureless sintered silicon carbide with enhanced mechanical properties obtained by the two-step sintering method // Ceramics International. 2014. №40. P. 1759-1763.
  8. Yang W., Jiang B., Wang A., Shi H. Effect of Negatively Charged Ions on the Formation of Microarc Oxidation Coating on 2024 Aluminium Alloy // Journal of Material Science and Technology. 2012. №28 (8). P. 707-712.
  9. Aminzare M., Mazaheri M., Golestanifard F., Rezaie H.R., Ajeian R. Sintering behavior of nano alumina powder shaped by pressure filtration // Ceramics International. 2011. №37. P. 9-14.
  10. Химическая технология керамики: учеб. пособие для вузов / под ред. И.Я. Гузмана. М.: Стройматериалы, 2003. 496 с.
  11. 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: 25.06.2015).
  12. Щетанов Б.В., Балинова Ю.А., Люлюкина Г.Ю., Соловьева Е.П. Структура и свойства непрерывных поликристаллических волокон α-Al2O3 // Авиационные материалы и технологии. 2012. №1. С. 13-17.
  13. Уварова Н.Е., Гращенков Д.В., Исаева Н.В., Орлова Л.А., Саркисов П.Д. Высокотемпературные радиопрозрачные материалы: сегодня и завтра // Авиационные материалы и технологии. 2010. №1. С. 16-21.
  14. Кириенко Т.А., Балинова Ю.А. Физико-химические свойства многокомпонентных растворов для керамических материалов, содержащих поливиниловый спирт // Авиационные материалы и технологии. 2014. №1. С. 34-38.
  15. Никитина В.Ю., Колышев С.Г., Купцов Р.С. Способы определения площади сечения монокристаллических волокон Al2O3 для расчета прочности при растяжении // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2014. №2. Ст. 03. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 25.06.2015). DOI: 10.18577/2307-6046-2014-0-2-3-3.
  16. Балинова Ю.А., Щеглова Т.М., Люлюкина Г.Ю., Тимошин А.С. Особенности формирования α-Al2O3 в поликристаллических волокнах с содержанием оксида алюминия 99% в присутствии добавок Fe2O3, MgO, SiO2 // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2014. №3. Ст. 03. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 25.06.2015). DOI: 10.18577/2307-6046-2014-0-3-3-3.
  17. Евтеев А.А., Макаров Н.А., Лемешев Д.О., Житнюк С.В. Керамика в системе ZrO2-Al2O3 с добавками эвтектических составов // Стекло и керамика. 2011. №8. С. 23-27.
  18. Технология стекла / под ред. И.И. Китайгородского. 3-е изд. М.: Гос. изд-во лит. по стр-ву, архитектуре и строит. материалам. 1961. 517 с.
  19. Бучилин Н.В., Прагер Е.П. Реологические характеристики шликерных суспензий на основе оксида алюминия // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2015. №5. Ст. 06. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 25.06.2015). DOI: 10.18577/2307-6046-2015-0-5-6-6.
  20. Vogt U.F., Gorbar M., Dimopoulos-Eggenschwiler P., Broenstrup A., Wagner G., Colombod P. Improving the properties of ceramic foams by a vacuum infiltration process // Journal of the European Ceramic Society. 2010. №30. P. 3005-3011.
  21. Евтеев А.А., Лемешев Д.О., Житнюк С.В., Макаров Н.А. Расчет оптимальных режимов обжига керамики на основе оксидов циркония и алюминия // Стекло и керамика. 2014. №8. С. 15-21.
  22. Бакунов В.С., Лукин Е.С. Особенности спекания оксидной керамики // Стекло и керамика. 2011. №7. С. 9-13.

DOI: 10.18577/2071-9140-2016-0-4-47-53

УДК: 669.018.44: 669.245

Страницы: 47-53

Д.Е. Каблов1, В.Н. Симонов2, М.С. Алексеева1

[1] Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов», admin@viam.ru
[2] Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана, bauman@bmstu.ru

ИССЛЕДОВАНИЕ СТРОЕНИЯ ФИЛЬТРА И ОСОБЕННОСТЕЙ ФИЛЬТРАЦИИ ПРИМЕСЕЙ ПОРИСТОЙ КЕРАМИКОЙ ИЗ ОКСИДА АЛЮМИНИЯ Al2O3

Изучена особенность фильтрации примесей при прохождении расплава для получения ультрачистых по примесям сплавов на никелевой основе. Исследовано строение пенокерамического фильтра из оксида алюминия (Al2O3) в исходном состоянии и после прохождения расплава ЖС36-ВИ с повышенным содержанием серы и фосфора. Проведены расчеты фазового состояния фильтра после вакуумного отжига. Определены геометрические параметры пенокерамического фильтра: диаметр пор и толщина перемычек между порами в исходном состоянии. Методами электронной микроскопии и микрорентгеноспектрального анализа установлены последовательность появления и места на внутренних каналах, где наблюдается адгезия частиц, содержащих серу при рафинировании лантаном. Установлено, что фосфиды лантана не адсорбируются на стенках фильтра.

Ключевые слова: жаропрочный никелевый сплав, сера, фосфор, оксид алюминия, пенокерамический фильтр, примесь, фильтрация, электронная микроскопия, heat resistant nickel alloy, sulfur, phosphorus, aluminum oxide, foam ceramic filter, impurity, filtering, electron microscopy

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., Петрушин Н.В., Елютин Е.С. Монокристаллические жаропрочные сплавы для газотурбинных двигателей // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер.: Машиностроение. 2011. №SP. C. 20-25.
  3. Мин П.Г., Сидоров В.В. Рафинирование отходов жаропрочного никелевого сплава ЖС32-ВИ от примеси кремния в условиях вакуумной индукционной плавки // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2014. №9. Ст. 01. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 14.01.2016). DOI: 10.18577/2307-6046-2014-0-9-1-1.
  4. 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.
  5. Сидоров В.В., Мин П.Г. Рафинирование сложнолегированного никелевого сплава от примеси серы при плавке в вакуумной индукционной печи. Часть 1 // Электрометаллургия. 2014. №3. С. 18-23.
  6. Sarioglu C., Stinner C., Blanchere J.R., Birks N., Pettit F.S., Meier G.H. The control of sulfur content in nickel-base, single crystal superalloys and its effect on cyclic oxidation resistance // Superalloys-1996. 1996. P. 71-80.
  7. Simpson T.M., Price A.R. Oxidation improvements of low sulfur processed superalloys // Superalloys-2000. 2000. P. 387-392.
  8. Irvine J.D., Vogt R.G., Bierstine D.L. Ultra low sulfur superalloy casting and method of making: pat. 5922148 US; publ. 13.07.99.
  9. Yaoxiao Zhu, John Radavich еt аl. The development and Long-Time Structual Stability of a Low Segregation Hf Free Supperalloys - DZ 125L // Supperalloys-2000. 2000. P. 329-339.
  10. Chao YUAN, Fengshi YIN. Effect of Phosphorus on Microstructure and High Temperature Properties of a Cast Ni-base Superalloy // J. Mater. Sci. Technol. 2002. Vоl. 18. No. 6. 555-557.
  11. Yu L.X., Sun Y.R., Sun W.R., Sub X.F., Guo S.R., Hu Z.Q. The influence of phosphorus on the microstructure and stress-rupture properties in low thermal expantion superalloy // Mater. Sci. And Eng. A. 2010. Vol. 527. No. 4-5. P. 911-916.
  12. Авдуевский В.С., Полежаев В.И. Гидромеханика и тепломассообмен при получении материалов. М.: Наука. 1990. 296 c.
  13. Механик Е.А., Мин П.Г., Гундобин Н.В., Растегаева Г.Ю. Определение массовой доли серы в жаропрочных никелевых сплавах и сталях в диапазоне концентраций от 0,0001 до 0,0009% // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2014. №9. Ст. 12. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 14.01.2016). DOI: 10.18577/2307-6046-2014-0-9-12-12.
  14. 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.
  15. Сидоров В.В., Горюнов А.В., Колмыкова Н.А. Влияние лантана на жаростойкость монокристаллов из высокожаропрочного сплава ВЖМ4-ВИ, содержащего рений и рутений // МиТОМ. 2012. №3. С. 23-27.
  16. Сидоров В.В., Тимофеева О.Б., Калицев В.А., Горюнов А.В. Влияние микролегирования РЗМ на свойства и структурно-фазовые превращения в интерметаллидном сплаве ВКНА-25-ВИ // Авиационные материалы и технологии. 2012. №4. С. 8-13.
  17. Сидоров В.В., Ригин В.Е., Зайцев Д.Е., Горюнов А.В. Формирование наноструктурированного состояния в литейном жаропрочном сплаве при микролегировании его лантаном // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2013. №1. Ст. 01. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 14.01.2016).
  18. 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: 14.01.2016).
  19. 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.
  20. 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. 55-59.
  21. 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.
  22. 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: 24.02.2016). DOI: 10.18577/2307-6046-2015-0-12-2-2.
  23. Чабина Е.Б., Филонова Е.В., Ломберг Б.С., Морозова Г.И. Эволюция структуры и фазового состава деформируемых жаропрочных никелевых сплавов для дисков ГТД с усложнением из легирования // МиТОМ. 2015. №3. С. 8-12.
  24. Сидоров В.В., Ригин В.Е., Филонова Е.В., Тимофеева О.Б. Структурные исследования и свойства монокристаллов сплавов ВЖМ4-ВИ и ВЖМ5-ВИ, содержащих повышенное количество фосфора // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2014. №3. Ст. 02. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 01.02.2016). DOI: 10.18577/2307-6046-2014-0-3-2-2.
  25. Филиппов К.С., Бурцев В.Т., Сидоров В.В., Ригин В.Е. Исследование поверхностного натяжения и плотности расплава никеля, содержащего примеси серы, фосфора и азота // Физика и химия обработки материалов. 2013. №1. С. 52-56.

DOI: 10.18577/2071-9140-2016-0-4-54-59

УДК: 678.747.2:678.067.5

Страницы: 54-59

К.И. Донецкий1, Р.Ю. Караваев1, А.Е. Раскутин1, Н.Н. Панина1

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

СВОЙСТВА УГЛЕ- И СТЕКЛОПЛАСТИКОВ НА ОСНОВЕ ПЛЕТЕНЫХ ПРЕФОРМ

Угле- и стеклопластики, выполненные на основе плетеных преформ, находят все более широкое применение при изготовлении новых образцов современной техники. Ведущие зарубежные компании - Boeing, Airbus, General Electric Aircraft Engines, Snecma и ряд других - внедрили такие полимерные композиционные материалы (ПКМ) в производство изделий как для аэрокосмической, так и гражданской продукции. В настоящее время данные технологии используются для изготовления стрингеров, шпангоутов, несущих конструкций авиационной техники, лопастей винтов, элементов фюзеляжа, шасси, трансмиссий, тяг управления и многого другого. Основным преимуществом этих технологий является возможность получения заготовок из любого типа волокон практически неограниченной формы и размеров, создания материалов, которые характеризуются значительным сопротивлением к расслаиванию и удару, высокими показателями долговечности. 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: плетеные преформы, эпоксидные связующие, углепластики, стеклопластики, вакуумная инфузия, угол армирования, физико-механические свойства, braided preforms, carbon fiber, fiberglass, epoxy binders, non-autoclave molding methods, angle reinforcement, physical and 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. Химия в авиационном материаловедении // Российский химический журнал. 2010. Т. LIV. №1. С. 3-4.
  4. Тимошков П.Н., Коган Д.И. Современные технологии производства полимерных композиционных материалов нового поколения // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2013. №4. Ст. 03. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 07.07.2015).
  5. Каблов Е.Н. Шестой технологический уклад // Наука и жизнь. 2010. №4. С. 2-7.
  6. Берлин А.А. Современные полимерные композиционные материалы (ПКМ) // Соросовский образовательный журнал. 1995. №1. С. 58-66.
  7. Composition of and method for making high performance resins for infusion and transfer molding processes: pat. 6359107 US; publ. 19.03.02.
  8. Вешкин Е.А., Постнов В.И., Абрамов П.А. Пути повышения качества деталей из ПКМ при вакуумном формовании // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2012. Т. 14. №4 (3). С. 831-838.
  9. Постнова М.В., Постнов В.И. Опыт развития безавтоклавных методов формования ПКМ // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2014. №4. Ст. 06. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 07.07.2015). DOI: 10.18577/2307-6046-2014-0-4-6-6.
  10. 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 // Cб. докл. IX Международ. науч. конф. по гидроавиации «Гидроавиасалон-2012». 2012. С. 122-123.
  11. 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.
  12. Braided reinforcement for aircraft fuselage frames and method of producing the same: pat. 8210086B2 US; publ. 03.07.12.
  13. Донецкий К.И., Хрульков А.В., Коган Д.И., Белинис П.Г., Лукьяненко Ю.В. Применение объемно-армирующих преформ при изготовлении изделий из ПКМ // Авиационные материалы и технологии. 2013. №1. С. 35-39.
  14. Власенко Ф.С., Раскутин А.Е., Донецкий К.И. Применение плетеных преформ для полимерных композиционных материалов в гражданских отраслях промышленности (обзор) // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2015. №1. Ст. 05. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 07.07.2015). DOI: 10.18577/2307-6046-2015-0-1-5-5.
  15. Okano M., Sugimoto K., Saito H. et al. Effect of the braiding angle on the energy absorption properties of a hybrid braided FRP tube // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers. Part L. 2005. V. 219. №1. P. 59.
  16. Erber А., Birkefeld K., Drechsler K. The influence of braiding configuration on damage tolerance of drive shafts // SAMPE EUROPE 30-th international Jubilee Conference and Forum. Paris. 2010. P. 364-371.
  17. Донецкий К.И., Коган Д.И., Хрульков А.В. Свойства полимерных композиционных материалов, изготовленных на основе плетеных преформ // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2014. №3. Ст. 05. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 07.07.2015). DOI: 10.18577/2307-6046-2014-0-3-5-5.
  18. Композитная лопатка вентилятора с многослойным армирующим материалом: пат. 2384749 Рос. Федерация; опубл. 20.03.10. Бюл. №8.
  19. Михайлин Ю.А. Конструкционные полимерные композиционные материалы. СПб.: Научные основы и технологии, 2010. 822 с.
  20. Меркулова Ю.И., Мухаметов Р.Р. Низковязкое эпоксидное связующее для переработки методом вакуумной инфузии // Авиационные материалы и технологии. 2014. №1. С. 39-41.
  21. Мухаметов Р.Р., Меркулова Ю.И., Чурсова Л.В Термореактивные полимерные связующие с прогнозируемым уровнем реологических и деформативных свойств // Клеи. Герметики. Технологии. 2012. №5. С. 19-21.

DOI: 10.18577/2071-9140-2016-0-4-60-67

УДК: 678.8:628.517.2.699.844

Страницы: 60-67

И.Д. Краев1, Е.М. Шульдешов1, М.М. Платонов1, Г.Ю. Юрков1

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

ОБЗОР КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ, СОЧЕТАЮЩИХ ЗВУКОЗАЩИТНЫЕ И РАДИОЗАЩИТНЫЕ СВОЙСТВА

Статья посвящена вопросам создания радиозвукозащитных материалов, рассмотрены области их применения. Описаны основные принципы работы радиотехнических и акустических материалов, приведена их классификация. Оценен мировой уровень существующих радиозвукозащитных материалов, обозначена необходимость использования комплексного подхода при разработке гибридных материалов, позволяющих добиться улучшения акустических и радиотехнических характеристик, уменьшения габарита и массы конструкций. Сделаны выводы о перспективах развития новых гибридных функциональных материалов. Работа выполнена в рамках реализации комплексного научного направления 15.3. «Материалы и покрытия для защиты от ЭМИ, ударных, вибрационных, акустических и электрических воздействий» («Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года»)

Ключевые слова: электромагнитное излучение, шумовое загрязнение, радиотехнические характеристики, акустические свойства, радиозвукозащитные материалы, еlectromagnetic radiation, noise pollution, radio engineering characteristics, acoustic properties, radio and acoustic shielding 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. 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. Авиакосмическое материаловедение // Все материалы. Энциклопедический справочник. 2008. №3. С. 2-14.
  5. Каблов Е.Н. Химия в авиационном материаловедении // Российский авиационный журнал. 2010. Т. LIV. №1. С. 3-4.
  6. Гуняев Г.М., Каблов Е.Н., Алексашин В.М. Модифицирование конструкционных углепластиков углеродными наночастицами // Российский химический журнал. 2010. Т. LIV. №1. С. 5-11.
  7. Иванов Н.И. Основные направления и проблемы экологической акустики // Сб. тез. докл. XXVII сессии РАО. СПб., 2014. С. 11.
  8. Кочергина К.А., Жданова Е.А. К вопросу негативного влияния шумовой нагрузки на психофизиологию // Вектор науки Тольяттинского государственного университета. 2012. №2. С. 71-74.
  9. Иванов Л.И. Инженерная акустика. Теория и практика борьбы с шумом. М.: Университетская книга-Логос. 2008. 424 с.
  10. Малков Н.А., Пудовкин А.П. Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств. Тамбов: Изд-во ТГТУ, 2007.
  11. Перельмутер В.М., Ча В.А., Чуприкова Е.М. Медико-биологические аспекты взаимодействия электромагнитных волн с организмом. Томск: Изд-во Томского политех. ун-та. 2009. 128 с.
  12. Беляев А.А., Кондрашов С.В., Лепешкин В.В., Романов А.М. Радиопоглощающие материалы // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 348-352.
  13. Платонов М.М., Железина Г.Ф., Нестерова Т.А. Пористоволокнистые полимерные материалы для изготовления широкодиапазонных ЗПК и исследование их акустических свойств // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2014. №6. Ст. 09. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 14.07.2015). DOI: 10.18577/2307-6046-2014-0-6-9-9.
  14. Фарафонов Д.П., Мигунов В.П. Изготовление пористоволокнистого материала сверхнизкой плотности для звукопоглощающих конструкций авиационных двигателей //Авиационные материалы и технологии. 2013. №4. С. 26-30.
  15. Широков В.В., Романов А.М. Исследование диэлектрических характеристик стеклосотопласта волноводным методом // Авиационные материалы и технологии. 2013. №4. С. 62-68.
  16. Беляев А.А., Романов А.М., Широков В.В., Шульдешов Е.М. Измерение диэлектрической проницаемости стеклосотопласта в свободном пространстве // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2014. №5. Ст. 06. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 14.07.2015). DOI: 10.18577/2307-6046-2014-0-5-6-6.
  17. Шульдешов Е.М., Лепешкин В.В., Романов А.М. Метод неразрушающего контроля комплексной диэлектрической проницаемости входных слабо наполненных слоев градиентных радиопоглощающих полимерных композиционных материалов // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2014. №10. Ст. 11. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 14.07.2015). DOI: 10.18577/2307-6046-2014-0-10-11-11.
  18. Шульдешов Е.М., Лепешкин В.В., Романов А.М. Метод неразрушающего контроля коэффициента отражения радиопоглощающих полимерных композиционных материалов // Контроль. Диагностика (в печати).
  19. Шульдешов Е.М., Лепешкин В.В., Платонов М.М., Романов А.М. Метод определения акустических характеристик звукопоглощающих материалов в расширенном до 15 кГц диапазоне частот // Авиационные материалы и технологии (в печати).
  20. Катруша А.Н. Экспериментальные исследования ослабления радиоволн строительными и экранирующими материалами в диапазоне частот 800 МГц-17 ГГц // Журнал радиоэлектроники. 2013. №8. С. 4.
  21. Краев И.Д., Образцова Е.П., Юрков Г.Ю. Влияние морфологии магнитного наполнителя на радиопоглощающие характеристики композиционных материалов // Авиационные материалы и технологии. 2014. №S2. С. 10-14.
  22. Воронин И.В., Горбатов С.А., Науменко В.Ю., Петрунин В.Ф. Многослойные радиопоглощающие нанокомпозиционные материалы и покрытия // Физика и химия обработки материалов. 2007. №4. С. 5-10.
  23. Пулко Т.А., Махмуд М.Ш., Борботько Т.В., Насонова Н.В., Лыньков Л.М. Разработка защитных экранов электромагнитного излучения на основе огнестойких материалов для экранирующих помещений // Биомедицинская радиоэлектроника. 2012. №11. С. 66-71.
  24. Агафонова А.С., Беляев А.А., Кондрашов Э.К., Романов А.М. Особенности формирования монолитных конструкционных радиопоглощающих материалов на основе композитов, наполненных резистивным волокном // Авиационные материалы и технологии. 2013. №3. С. 56-59.
  25. Агафонова А.С., Кондрашов С.В. Особенности технологии изготовления монолитного стеклопластика радиотехнического назначения (МСРТ) // Авиационные материалы и технологии. 2014. №1. С. 30-33.
  26. 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. 24-42.
  27. Акатенков Р.В., Алексашин В.Н., Аношкин И.В., Бабин А.Н., Богатов В.А., Грачев В.П., Кондрашов С.В., Минаков В.Т., Раков Э.Г. Влияние малых количеств функционализированных нанотрубок на физико-механические свойства и структуру эпоксидных композиций // Деформация и разрушение материалов. 2011. №11. С. 35-39.
  28. Латыпова А.Ф., Калинин Ю.Е. Анализ перспективных радиопоглощающих материалов // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2012. Т. 8. №6. С. 70-76.
  29. Фионов А.С., Юрков Г.Ю., Колесов В.В., Панкратов Д.А., Овченков Е.А., Кокшаров Ю.А. Композиционный материал на основе железосодержащих наночастиц для применения в задачах электромагнитной совместимости // Радиотехника и электроника. 2012. Т. 57. С. 597-608.
  30. Юрков Г.Ю., Кондрашов С.В., Краев И.Д. Нанокомпозиты на основе полиэтилена высокого давления и наночастиц кобальта: синтез, структура и свойства // Авиационные материалы и технологии. 2014. №S2. С. 29-33.
  31. Банный В.А., Пинчук Л.С., Гольдаде В.А. Физико-химические и технологические особенности формирования полимерных композиционных радиопоглощающих материалов // Материаловедение. 2007. №6. С. 17-24.
  32. Сытый Ю.В., Сагомонова В.А., Максимов В.Г., Бабашов В.Г. Звукотеплоизолирующий материал градиентной структуры ВТИ-22 // Авиационные материалы и технологии. 2013. №2. С. 47-49.
  33. Железина Г.Ф., Бейдер Э.Я., Раскутин А.Е., Мигунов В.П., Столянков Ю.В. Материалы для звукопоглощающих конструкций самолетов // Все материалы. Энциклопедический справочник. 2012. №4. С. 12-16.
  34. Горелик Г.С. Колебания и волны. Введение в акустику, радиофизику и оптику. 2-е изд. М., 1959. 572 с.
  35. Безэховая камера: пат. 2113040 Рос. Федерация; опубл. 10.06.98.
  36. Многослойное звукорадиопоглощающее покрытие: пат. 111061 Рос. Федерация: опубл., 10.12.11.
  37. Radio wave absorbing sound shielding panel: pat. 2002261489 Japan; publ. 13.09.02.
  38. Radio wave/sound wave absorber, radio wave/sound wave absorption panel, and unnecessary radio wave/sound wave suppression method: pat. 2005064401 Japan; publ. 10.03.05.
  39. Radio wave and sound absorbing panel: pat. 2006257762 Japan; publ. 28.09.06.
  40. Chamber whose internal walls are fitted with plastic bodies for the purpose of absorbing electromagnetic waves: pat. DE3811571 А1 FRG; publ. 19.10.89.
  41. Sound wave/radio wave absorber and its manufacturing method: pat. 2004146611 Japan; publ. 20.05.04.
  42. Sound, radio and radiation wave-absorbing, non-reflecting structure and method thereof: pat. 5536910 US; publ. 16.07.96.
  43. Radio wave-sound wave absorbing thermal insulation body: pat. 2006002429 Japan; publ. 05.01.06.
  44. Sound and radio wave absorber: pat. 10041675 Japan; publ. 13.02.98.
  45. Soundproof radio wave absorbing panel: pat. 2005325640 Japan; paubl. 24.11.05.
  46. Sound insulating wall material with electromagnetic wave absorbing function: pat. 2006125156 Japan; publ. 18.08.06.
  47. Radio wave absorbing and sound insulating wall for road: pat. 2005061167 Japan; publ. 10.03.05.
  48. Защитное покрытие: пат. 2470967 Рос. Федерация; опубл. 27.12.12. Бюл. №36.

DOI: 10.18577/2071-9140-2016-0-4-68-73

УДК: 620.179:678.8

Страницы: 68-73

А.С. Бойчук1, А.С. Генералов1, И.А. Диков1

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

СОЗДАНИЕ АКУСТИЧЕСКОГО КОНТАКТА МЕЖДУ ФАЗИРОВАННОЙ РЕШЕТКОЙ И ВЫПУКЛОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ ОБЪЕКТА КОНТРОЛЯ ПРИ УЛЬТРАЗВУКОВОМ КОНТРОЛЕ ПКМ

Интегральные монолитные конструкции из полимерных композиционных материалов (ПКМ), такие как панели из углепластика с выпуклыми поверхностями малого радиуса с приформованными элементами жесткости типа стрингер, довольно сложно контролируются при использовании традиционных методов неразрушающего контроля. С целью контроля деталей и конструкций из ПКМ с криволинейной поверхностью разработаны специальные средства для создания акустического контакта между фазированной решеткой (ФР) и объектом контроля (ОК). Проведены исследования и экспериментально показано, что при ультразвуковом контроле (УЗК) с использованием технологии ФР и специально разработанных средств удается решить задачу создания стабильного акустического контакта между ФР и ОК из ПКМ с выпуклой поверхностью с радиусом кривизны поверхности от 250 мм. Работа выполнена в рамках реализации комплексного научного направления 2.3. «Методы неразрушающих исследований и контроля» («Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года»)

Ключевые слова: УЗК, фазированные антенные решетки, ПКМ, углепластик, акустический контакт, ultrasonic testing, phased array, fiber reinforced plastic (FRP), carbon fiber reinforced plastic (CFRP), acoustic contact

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. 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.
  3. Полиимидное связующее для армированных пластиков, препрег на его основе и изделие, выполненное из него: пат. 2394857 Рос. Федерация; опубл. 07.05.09.
  4. Эпоксидное связующее, препрег на его основе и изделие, выполненное из него: пат. 2424259 Рос. Федерация; опубл. 22.10.09.
  5. Чурсова Л.В., Душин М.И., Хрульков А.В., Мухаметов Р.Р., Коган Д.И., Попов Ю.О. Особенности технологии изготовления деталей из композиционных материалов методом пропитки под давлением // Композиционные материалы в авиакосмическом материаловедении: сб. тез. докл. Межотраслевой науч.-технич. конф., посвященной 100-летию со дня рождения чл.-корр. А.Т. Туманова. М.: ВИАМ, 2009. С. 17.
  6. Душин М.И., Хрульков А.В., Мухаметов Р.Р. Выбор технологических параметров автоклавного формования деталей из полимерных композиционных материалов // Авиационные материалы и технологии. 2011. №3. С. 20-26.
  7. 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.
  8. Коган Д.И., Чурсова Л.В., Петрова А.П. Технология изготовления ПКМ способом пропитки пленочным связующим // Клеи. Герметики. Технологии. 2011. №5. С. 25-29.
  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. 24-42.
  10. 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.
  11. Неразрушающий контроль: справочник в 8 т. / под общ. ред. В.В. Клюева. М.: Машиностроение, 2006. Т. 3: Ультразвуковой контроль. 2-е изд., испр. / И.Н. Ермолов, Ю.В. Ланге. 864 с.
  12. Далин М.А., Генералов А.С., Бойчук А.С., Ложкова Д.С. Основные тенденции развития акустических методов неразрушающего контроля // Авиационные материалы и технологии. 2013. №1. С. 64-69.
  13. Бойчук А.С., Генералов А.С., Степанов А.В., Юхацкова О.В. Неразрушающий контроль ПКМ с использованием ультразвуковых фазированных решеток // Промышленные АСУ и контроллеры. 2013. №2. С. 39-43.
  14. Бойчук А.С., Степанов А.В, Косарина Е.И., Генералов А.С. Применение технологии ультразвуковых фазированных решеток в неразрушающем контроле деталей и конструкций авиационной техники, изготавливаемых из ПКМ // Авиационные материалы и технологии. 2013. №2. С. 41-46.
  15. Бойчук А.С., Степанов А.В., Генералов А.С. Ультразвуковой контроль криволинейных поверхностей конструкций современных самолетов из полимерных композиционных материалов с помощью преобразователя на фазированной решетке и специальных приспособлений // Сб. тез. докл. XIX Международной конф. «Современные методы и средства неразрушающего контроля и технической диагностики». Гурзуф, 2011. С. 129-130.
  16. Бойчук А.С., Степанов А.В., Генералов А.С. Ультразвуковой контроль интегральных конструкций из полимерных композиционных материалов с помощью преобразователя на фазированной решетке и специальных приспособлений // Новые материалы и технологии глубокой переработки сырья - основа инновационного развития экономики России: сб. тез. докл. Междунар. науч.-технич. конф. М.: ВИАМ, 2012.
  17. Ложкова Д.С., Бойчук А.С., Трифонова С.И., Генералов А.С., Степанов А.В. Исследование влияния кривизны поверхности интегральной конструкции из углепластика на ее контролепригодность с использованием преобразователя на фазированных решетках // Радиоэлектроника, электротехника и энергетика: сб. тез. докл. XVIII Междунар. науч.-технич. конф. студентов и аспирантов. М., 2012. Т. 2. С. 143.

DOI: 10.18577/2071-9140-2016-0-4-74-79

УДК: 517.25

Страницы: 74-79

Е.И. Орешко1, В.С. Ерасов1, А.Н. Луценко1

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

ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТОВ УСТОЙЧИВОСТИ СТЕРЖНЕЙ И ПЛАСТИН

Рассмотрены вопросы расчетов устойчивости стержней и пластин в зависимости от их геометрических параметров. Применен метод конечных элементов для расчета устойчивости стержней и пластин. Анализ полученных результатов расчетов позволил определить факторы, влияющие на устойчивость стрежней и пластин. Определены границы применимости формул для расчета критической силы потери устойчивости стержней и пластин.

Ключевые слова: расчет устойчивости, пластина, стержень, метод конечных элементов, критическая сила потери устойчивости, stability calculation, plate, core, finite element method, critical force for buckling

Список литературы

  1. 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.
  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. Авиакосмическое материаловедение // Все материалы. Энциклопедический справочник. 2008. №3. С. 2-14.
  4. Блейх Ф. Устойчивость металлических конструкций. Пер. с англ. М., 1959. С. 18.
  5. Астахов М.Ф., Караваев А.В., Макаров С.Я., Суздальцев Я.Я. Справочная книга по расчету самолета на прочность. М.: Гос. изд-во оборонной пром-сти, 1954. С. 411-412.
  6. Прочность. Устойчивость. Колебания: справочник в 3-х т. / под общ. ред. И.А. Биргера, Я.Г. Пановко. М.: Машиностроение, 1968. Т. 3. С. 94.
  7. Орешко Е.И., Ерасов В.С., Луценко А.Н., Терентьев В.Ф., Слизов А.К. Построение диаграмм деформирования в трехмерном пространстве σ-ε-t // Авиационные материалы и технологии. 2017 (в печати).
  8. Димитриенко Ю.И., Губарева Е.А., Сборщиков С.В., Базылева О.А., Луценко А.Н., Орешко Е.И. Моделирование упругопластических характеристик монокристаллических интерметаллидных сплавов на основе микроструктурного численного анализа // Математическое моделирование и численные методы. 2015. №2. С. 3-22.
  9. Димитриенко Ю.И., Луценко А.Н., Губарева Е.А., Орешко Е.И., Базылева О.А., Сборщиков С.В. Расчет механических характеристик жаропрочных интерметаллидных сплавов на основе никеля методом многомасштабного моделирования // Авиационные материалы и технологии. 2016. №3 (42). С. 33-48. DOI: 10.18577/2071-9240-2016-0-3-33-48.
  10. Орешко Е.И., Ерасов В.С., Луценко А.Н. Математическое моделирование деформирования конструкционного углепластика при изгибе // Авиационные материалы и технологии. 2016. №2 (41). С. 50-59. DOI: 10.18577/2071-9240-2016-0-2-50-59.
  11. Орешко Е.И., Ерасов В.С., Подживотов Н.Ю., Луценко А.Н. Расчет на прочность гибридной панели крыла на базе листов и профилей из высокопрочного алюминий-литиевого сплава и слоистого алюмостеклопластика // Авиационные материалы и технологии. 2016. №1 (40). С. 53-61. DOI: 10.18577/2071-9240-2016-0-1-53-61.
  12. Гусев Д.Е., Коллеров М.Ю., Рудаков С.С., Королев П.А., Орешко Е.И. Оценка биомеханической совместимости имплантируемых опорных пластин из сплавов на основе титана и никелида титана методом компьютерного моделирования // Титан. 2011. №3 (33). С. 39-44.
  13. Коллеров М.Ю., Гусев Д.Е., Орешко Е.И. Экспериментально-теоретическое обоснование выбора метода и имплантатов для устранения воронкообразной деформации грудной клетки // Научные труды (Вестник МАТИ). 2012. №19 (91). С. 331-336.
  14. Коллеров М.Ю., Усиков В.Д., Куфтов В.С., Гусев Д.Е., Орешко Е.И. Медико-техническое обоснование использования титановых сплавов в имплантируемых конструкциях для стабилизации позвоночника // Титан. 2013. №1 (39). С. 39-45.
  15. Орешко Е.И., Ерасов В.С., Подживотов Н.Ю. Выбор схемы расположения высокомодульных слоев в многослойной гибридной пластине для ее наибольшего сопротивления потере устойчивости // Авиационные материалы и технологии. 2014. №S4. С. 109-117. DOI: 10.18577/2071-9240-2014-0-s4-109-117.

DOI: 10.18577/2071-9140-2016-0-4-80-85

УДК: 620.179.1

Страницы: 80-85

А.А. Демидов1, А.В. Степанов1, Е.М. Турбин1, О.А. Крупнина1

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

О РЕЖИМАХ РЕНТГЕНОВСКОГО КОНТРОЛЯ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ ФОРМИРОВАНИЕ РАДИАЦИОННЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ С ЗАДАННЫМ КОНТРАСТОМ

Представлено аналитическое формирование радиационного изображения объектов рентгеновского контроля, получено приближенное выражение контраста радиационного изображения как меры полезной информации. Радиационный контраст представляет собой монотонную функцию, не имеющую экстремальных точек, поэтому для выбора оптимальных режимов рентгеновского контроля следует задаваться определенным уровнем чувствительности и определять необходимую для него энергию излучения. Проведен расчет минимального значения радиационного контраста исходя из требований к оптическому контрасту. Определены минимальные значения анодных напряжений рентгеновского контроля стальных объектов толщиной до 80 мм. Проведена экспериментальная проверка расчетных данных и получено их совпадение. Полученные данные по выбору энергии излучения значительно ниже приведенных в нормативных документах. Работа выполнена в рамках реализации комплексного научного направления 2.3. «Методы неразрушающих исследований и контроля» («Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года»

Ключевые слова: рентгеновский контроль, радиационный контраст, энергия излучения, оптический контраст, оптимальный режим экспонирования, х-ray inspection, radiation contrast, radiation energy, optical contrast, optimum exposure mode

Список литературы

  1. Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратеги-ческих 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., Морозов Г.А., Крутиков В.Н., Муравская Н.П. Аттестация стандартных образцов состава сложнолегированных сплавов с применением эталона // Авиационные материалы и технологии. 2012. №2. С. 9-11.
  4. Каблов Е.Н. К 80-летию ВИАМ // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2012. Т. 78. №5. С. 79-82.
  5. Каблов Е.Н. Современные материалы - основа инновационной модернизации России //Металлы Евразии. 2012. № 3. С. 10-15.
  6. ГОСТ 20426-82. Контроль неразрушающий. Методы дефектоскопии радиационные. Область применения. М.: ГОССТАНДАРТ СССР, 1982. 23 с.
  7. Стандарт EN444: 1994. Неразрушающий контроль. Принципы радиографического метода контроля металлов рентгеновским и гамма-излучением. Аутентичный перевод. Европейский институт стандартизации. Стассарт 36, В 1050. Брюссель. 1994. 8 с.
  8. Добромыслов В.А. Радиационные методы неразрушающего контроля. М.: Машиностроение, 1999. 101 с.
  9. Румянцев С.В., Штань А.С., Гольцев В.А. Справочник по радиационным методам неразрушающего контроля. М.: Энергоиздат, 1982. 240 с.
  10. Шпагин А.П., Выстропов В.И. К расчету контраста рентгеновского изображения // Дефектоскопия. 1972. №3. С. 118-122.
  11. Добромыслов В.А., Жаркова Л.В. Интегральные (эффективные) и дифференциальные линейные коэффициенты ослабления тормозного рентгеновского излучения и эффективные факторы накопления рассеянного излучения // Дефектоскопия. 1985. №1. С. 1-3.
  12. Соснин Ф.Р. Оценка параметров радиационных изображений дефектов // Дефектоскопия. 1988. №4. С. 40-44.
  13. Okunade A.A. Parameters and computer software for the evaluation of mass attenuation and mass energy-absorption coefficients for body tissues and substitutes // Jour. Medical Physics. 2007. Vol. 32. P. 124-132.
  14. Сасанпур М.Т., Косарина Е.И. Рекомендации по выбору анодных напряжений при рентгеновском контроле стальных объектов // Дефектоскопия. 2011. №5. С 48-53.
  15. Сасанпур М.Т., Саввина Н.А. Рентгеновский контроль изделий из стали при заданном уровне чувствительности // Вестник МЭИ. 2009. №1. С. 158-162.
  16. Степанов А.В., Косарина Е.И., Саввина Н.А. Радиографические технические пленки РТ-К и РТ-7Т. Результаты их испытания // Авиационные материалы и технологии. 2012. № 1. С. 37-42.
  17. Косарина Е.И., Михайлова Н.А., Демидов А.А., Турбин Е.М. Рентгеновский контроль крупногабаритных отливок сложной формы из сплавов группы «силумин» // Авиационные материалы и технологии. 2013. №2. С. 55-58.

DOI: 10.18577/2071-9140-2016-0-4-86-94

УДК: 678.747.2

Страницы: 86-94

Н.В. Антюфеева1, В.М. Алексашин1, М.Р. Павлов1, Ю.В. Столянков1

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

ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ УГЛЕПЛАСТИКОВ В УСЛОВИЯХ АРКТИЧЕСКОГО КЛИМАТА

Полимерные композиционные материалы (ПКМ) на основе углеродных волокон (углепластики) заняли важное место в ряду конструкционных материалов, что стало возможным благодаря уникально высокому уровню прочностных и упругих характеристик, высоким значениям длительной и усталостной прочности, малой ползучести и низкой плотности этого класса материалов. Приведены методические подходы к исследованию кинетики отверждения препрегов и моделированию процесса отверждения углепластиков. Исследовано влияние на эксплуатационные характеристики углепластиков внешних факторов с использованием лабораторных и натурных методов экспозиции при повышенных (+100°С) и экстремально низких температурах (-60°С). Исследования показали, что углепластики сохраняют свои механические свойства при низких температурах (-60°С) и могут быть рекомендованы в качестве строительных конструкций в условиях арктического климата.

Ключевые слова: углепластики, Арктика, кинетика отверждения, климатические и механические испытания, carbon fiber reinforced polymers, Arctic region, curing kinetics, climatic and mechanical tests

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. Гращенков Д.В., Чурсова Л.В. Стратегия развития композиционных и функциональных материалов // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 231-242.
  3. Соколов И.И., Раскутин А.Е. Углепластики и стеклопластики нового поколения // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2013. №4. Ст. 09. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 15.03.2016).
  4. Гуняев Г.М., Чурсова Л.В., Раскутин А.Е., Гуняева А.Г. Конструкционные полимерные угленанокомпозиты - новое направление материаловедения // Все материалы. 2012. №12. С. 2-9.
  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. Бузник В.М., Каблов Е.Н., Кошурина А.А. Материалы для сложных технических устройств арктического применения // Научно-технические проблемы освоения Арктики: сб. М.: Наука, 2015. С. 275-285.
  7. Петрова А.П., Дементьева Л.А., Куцевич К.Е., Бузник В.М. О возможности использования материалов на основе клеевых препрегов в арктических условиях // Клеи. Герметики. Технологии. 2015. №8. С.12-16.
  8. Петрова А.П., Шарова И.А., Лукина Н.Ф., Бузник В.М. Возможности применения клеев в арктических условиях // Клеи, герметики, технологии. 2015. №7. С. 10-15.
  9. Каблов Е.Н., Старцев О.В., Кротов А.С., Кириллов В.Н. Климатическое старение композиционных материалов авиационного назначения. II. Релаксация исходной структурной неравновесности и градиент свойств по толщине // Деформация и разрушение материалов. 2012. №6. С. 17-19.
  10. 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.
  11. Кириллов В.Н., Голиков Н.И., Попов В.Н., Ефимов В.А., Барботько С.Л. Проведение натурных испытаний материалов в условиях холодного климата Якутии // Сб. докл. III Евразийского симпозиума по проблемам прочности материалов и машин для регионов холодного климата. Якутск, 2006. С. 57-60.
  12. Антюфеева Н.В., Алексашин В.М., Железина Г.Ф., Столянков Ю.В. Методические подходы термоаналитических исследований для оценки свойств препрегов и углепластиков // Все материалы. Энциклопедический справочник: приложение. 2012. №4. С. 18-27.
  13. Антюфеева Н.В., Столянков Ю.В., Исходжанова И.В. Исследование и оценка свойств полимерных композиционных материалов по методикам, гармонизированным с международными стандартами // Конструкции из полимерных композиционных материалов. 2013. №3. С. 41-45.
  14. Антюфеева Н.В., Комарова О.А., Павловский К.А., Алексашин В.М. Опыт применения калориметрического контроля реакционной способности препрега КМУ-11тр // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2014. №2. Ст. 06. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 15.03.2016). DOI: 10.18577/2307-6046-2014-0-2-6-6.
  15. Гуляев А.И., Журавлева П.Л., Филонова Е.В., Антюфеева Н.В. Влияние отвердителя каталитического действия на морфологию микроструктуры эпоксидных углепластиков // Материаловедение. 2015. №5. С. 41-46.
  16. Антюфеева Н.В., Алексашин В.М., Столянков Ю.В. Современное методическое обеспечение термоаналитических исследований полимерных композитов и препрегов // Композиты и наноструктуры. 2014. Т. 6. №3. С. 176-184.
  17. Куцевич К.Е., Алексашин В.М., Петрова А.П., Антюфеева Н.В. Исследование кинетики реакций отверждения клеевых связующих // Клеи. Герметики. Технологии. 2014. №11. С. 27-31.
  18. Панина Н.Н., Ким М.А., Гуревич Я.М., Григорьев М.М., Чурсова Л.В., Бабин А.Н. Связующие для безавтоклавного формования изделий из полимерных композиционных материалов // Клеи. Герметики. Технологии. 2013. №10. С. 27-35.
  19. 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.
  20. Душин М.И., Хрульков А.В., Мухаметов Р.Р., Чурсова Л.В. Особенности изготовления изделий из ПКМ методом пропитки под давлением // Авиационные материалы и технологии. 2012. №1. С. 18-26.
  21. Столянков Ю.В., Исходжанова И.В., Антюфеева Н.В. К вопросу о дефектах образцов для испытаний углепластиков // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2014. №10. Ст. 10. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 17.03.2016). DOI: 10.18577/2307-6046-2014-0-10-10-10.
  22. Исходжанова И.В., Быценко О.А., Антюфеева Н.В., Столянков Ю.В. Оценка влияния различных видов реза на качество поверхности образцов из полимерных композиционных материалов методом количественного анализа видеоизображений // Композиты и наноструктуры. 2014. Т. 6. №4. С. 238-244.
  23. Антюфеева Н.В., Журавлева П.Л., Алексашин В.М., Куцевич К.Е. Влияние степени отверждения связующего на физико-механические свойства углепластика и микроструктуру межфазного слоя углеродное волокно/матрица // Клеи. Герметики. Технологии. 2014. №12. С. 26-30.
  24. Ильичев А.В., Раскутин А.Е. Исследование влияния концентратора напряжений на напряженно-деформационное состояние углепластика методом корреляции цифровых изображений // Авиационные материалы и технологии. 2014. №3. С. 62-66. DOI: 10.18577/2071-9140-2014-0-3-62-66.
  25. Большаков В.А., Кондрашов С.В., Меркулова Ю.И., Дьячкова Т.П., Юрков Г.Ю., Ильичев А.В. Исследование свойств наномодифицированных углекомпозитов до и после термовлажностного старения // Авиационные материалы и технологии. 2015. №2 (35). С. 61-66. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-2-61-66.
  26. Ильичев А.В., Раскутин А.Е., Гуляев И.Н. Сравнение геометрических размеров образцов ПКМ, используемых в международных стандартах ASTM и отечественных ГОСТ // Новости материаловедения. Наука и техника: электрон. науч.-технич. журн. 2015. №4. Ст. 05. URL: http://www.materialnews.ru (дата обращения: 17.03.2016).
  27. Ильичев А.В. Сравнение стандартов ГОСТ и ASTM для проведения механических испытаний ПКМ на растяжение // Все материалы. Энциклопедический справочник. 2015. №8. С. 2-9.