Архив журнала

Авиационные материалы и технологии №2, 2019

DOI: 10.18577/2071-9140-2019-0-2-3-11

УДК: 669.018.44

Страницы: 3-11

Ю.А. Бондаренко1

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

ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ И ТЕХНОЛОГИЙ ПРИ СОЗДАНИИ СОВРЕМЕННЫХ АВИАЦИОННЫХ ГАЗОТУРБИННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Проведен анализ тенденций развития современных высокопрочных металлических материалов и технологии получения нагруженных деталей авиационных газотурбинных двигателей (ГТД). Устойчивый рост параметров эффективности работы ГТД требует постоянного увеличения рабочей температуры и давления газа в каждой секции двигателя, начиная с вентилятора, компрессора, далее – камеры сгорания и турбины. Самые высокие комбинации напряжений и температур испытывают вращающиеся диски и рабочие лопатки турбины высокого давления ГТД. Поэтому в настоящее время их изготавливают по уникальным технологиям из дорогостоящих материалов. В перспективе возможно использование при производстве лопаток ГТД эвтектических естественно-композиционных сплавов на основе никеля и ниобия. Металлические материалы с их уникальным комплексом свойств останутся основой авиационных ГТД.

Ключевые слова: авиационный газотурбинный двигатель, температура газа, жаропрочность, направленная кристаллизация, монокристаллический жаропрочный сплав, упрочняющая фаза, естественная композиционная структура, аддитивная технология.

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. Бабкин В.И., Ланшин А.И., Полев А.С. Создание конкурентоспособных авиационных двигателей 2025–2030 г. // Межотраслевой альманах. 2015. №49. С. 25–29.
    3. Бабкин В.И. Роль науки в решении практических задач авиационного двигателестроения // Двигатель. 2013. №3 (87). С. 2–6.
    4. Ночовная Н.А., Базылева О.А., Каблов Д.Е., Панин В.П. Интерметаллидные сплавы на основе титана и никеля / под общ. ред. Е.Н. Каблова. М.: ВИАМ, 2018. 308 с.
    5. Бондаренко Ю.А., Базылева О.А., Ечин А.Б., Сурова В.А., Нарский А.Р. Высокоградиентная направленная кристаллизация деталей из сплава ВКНА-1В // Литейное производство. 2012. №6. С. 12–16.
    6. Каблов Е.Н. Литые лопатки газотурбинных двигателей: сплавы, технологии, покрытия. 2-е изд. М.: Наука, 2006. 632 с.
    7. Каблов Е.Н., Бондаренко Ю.А., Ечин А.Б. Развитие технологии направленной кристаллизации литейных высокожаропрочных сплавов с переменным управляемым температурным градиентом // Авиационные материалы и технологии. 2017. №S. С. 24–38. DOI: 10.18577/2071-9140-2017-0-S-24-38.
    8. Светлов И.Л., Мубояджян С.А., Будиновский С.А., Петрушин Н.В. Влияние защитных покрытий на жаростойкость и длительную прочность монокристаллов никелевых жаропрочных сплавов IV поколения // Журнал функциональных материалов. 2007. Т. 1. №9. С. 339–346.
    9. 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.
    10. Walston S., Cetel A., MacKay R. et al. Joint development of a fourth generation single crystal superalloys // Superalloys 2004. Minerals, Metals & Materials Society, 2004. P. 15–24.
    11. Morinaga M., Yukawa N., Adachi H., Ezaki H., Murata Y. New PHACOMP and its application to alloy design // Superalloys 1984. The Metallurgical Society of AIME, 1984. P. 523–532.
    12. Koizumi Y., Kobayashi T., Yokokawa T. et al. Development of next-generation Ni-base single crystal superalloys // Superalloys 2004. Minerals, Metals & Materials Society, 2004. P. 35–43.
    13. Sato A., Harada H., Yeh A. et al. A 5th generation SC superalloy with balanced high temperature properties and processability // Superalloys 2008. Minerals, Metals & Materials Society, 2008. P. 131–138.
    14. Kawagishi K., Yeh A., Yokokawa T. et al. Development of an Oxidation-Resistant high-strength sixth-Generation Single-Crystal Superalloy TSM-238 // Superalloys 2012. TMS, 2012. P. 189–195.
    15. Reed R.C., Mottura A., Crudden D.J. et al. Alloys-By-Design: Towards optimization of compositions of Nickel-based superalloys // Superalloys 2016. TSM, 2016. P. 15–23.
    16. 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.
    17. Kablov E.N., Petrushin N.V., Sidorov V.V. Rhenium in nickel-base superalloys for single crystal gas turbine blades // 7th International Symposium on Technetium and Rhenium – Science and Utilization book of proceedings. 2011. C. 17.
    18. Протасова Н.А., Светлов И.Л., Бронфин М.Б., Петрушин Н.В. Размерное несоответствие периодов кристаллических решеток γ- и γʹ-фаз в монокристаллах жаропрочных никелевых сплавов // Физика металлов и металловедение. 2008. Т. 106. №5. С. 512–519.
    19. Yokokawa T., Harada H., Mori Y. et al. Design of Next Generation Ni-Base Single Crystal Superalloys Containing Ir: Towards 1150°C Temperature Capability // Superalloy 2016. TMS, 2016. P. 123–130.
    20. Бондаренко Ю.А., Каблов Е.Н., Морозова Г.И. Влияние высокоградиентной направленной кристаллизации на структуру и фазовый состав жаропрочного сплава типа Rene N5 // Металловедение и термическая обработка металлов. 1999. №2. С. 15–18.
    21. Бондаренко Ю.А., Каблов Е.Н. Направленная кристаллизация жаропрочных сплавов с повышенным температурным градиентом // Металловедение и термическая обработка металлов. 2002. №7. С. 20–23.
    22. Hugo F., Betz U., Ren J., Huang S.-C., Bondarenko J. Casting of Directionally Solidified and Single Crystal Components Using Liquid Metal Cooling (LMC): Results from Experimental Trials and Computer Simulations // International Symposium on Liquid Metal Processing and Casting. Santa Fe. VMD-AVS. 1999. P. 16–30.
    23. Elliott A.J., Tin S., King W.T., Huang S.-C. et al. Directional Solidification of Large Superalloy Casting with Radiation and Liquid-Metal Cooling: A Comparative Assessment // Metallurgical and Materials Transactions A. 2004. Vol. 35A. No. 3. P. 3221–3231.
    24. Бондаренко Ю.А., Ечин А.Б. Направленная кристаллизация жаропрочного сплава с переменным управляемым градиентом // Вопросы материаловедения. 2016. №3 (87). С. 50–58.
    25. Ечин А.Б., Бондаренко Ю.А. Промышленная высокоградиентная установка направленной кристаллизации УВНС-6 // Металлургия машиностроения. 2013. №3. С. 32–34.
    26. Бондаренко Ю.А., Кузьмина Н.А., Базылева О.А., Раевских А.Н. Исследование структуры и фазового состава интерметаллидного сплава системы NiAl–Ni3Al, полученного методом высокоградиентной направленной кристаллизации // Вопросы материаловедения. 2018. №2 (94). С. 52–60.
    27. Khan T. Further assessment and improvement of high strength γ/γʹ-NbC composites for advanced turbine blades // Proceeding of Conference on In-Situ Composites 111 // Lexington: Ginn Custom Publishing, 1978. P. 378–389.
    28. Damerval C. Contributions a l¢etude du comportement mecanique des composites COTAS γ/γʹ-NbC a moyennc et naute temperature // Note technique ONERA. 1986. 156 p.
    29. Stohr J.F. Stubilite thermique de composites de solidification metal-carbure // Annales des Chimie. 1980. Vol. 5. No. 2–3. P. 226–241.
    30. Woodford D.A. Creep and rupture of an advanced fiber strengthened eutectic composite superalloy // Metallurgical Transaction. 1977. Vol. 8a. No. 4. P. 639–650.
    31. Meetnam G.W. Superalloys in gas turbine engines // The Metallurgist and Materials Technologist. 1982. Vol. 14. No. 9. P. 387–392.
    32. Качанов Е.Б., Петрушин Н.В., Светлов И.Л. Жаропрочные эвтектические сплавы с карбидно-интерметаллидным упрочнением // Металловедение и термическая обработка металлов. 1995. №4. С. 24–29.
    33. Бондаренко Ю.А., Каблов Е.Н., Панкратов В.А. Особенности получения рабочих лопаток малогабаритных ГТД из сплава ВКЛС-20 // Авиационная промышленность. 1993. №2. С. 9–10.
    34.  Захаров М.В., Захаров А.М. Жаропрочные сплавы. М.: Металлургия, 1972. 384 с.
    35. Bewlay B.P., Jackson M.R., Sutliffe J.A. et al. Solidification processing of high temperature intermetallic eutectic-based alloys // Material Science and Engineering. 1995. P. 2. No. 192/193. P. 534–543.
    36. Bewlay B.P., Jackson M.R., Lipsitt H.A. The Balance of Mechanical and Environmental Properties of a Multielement Niobium-Niobium Silicide-Based In-Situ Composite // Metallurgical and Materials Transactions A. 1996. Vol. 27A. No. 12. P. 3801–3808.
    37. Бондаренко Ю.А., Колодяжный М.Ю., Ечин А.Б., Нарский А.Р. Направленная кристаллизация, структура и свойства естественного композита на основе эвтектики Nb–Si на рабочие температуры до 1350°С для лопаток ГТД // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2018. №1 (61). Ст. 01. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 04.03.2019). DOI: 10.18577/2307-6046-2018-0-1-1-1.
    38. Upadhyaya D., Wood M. et al. Casting and Fiber Effects on SiC – Reinforced Titanium // TMC. 1994. P. 62–67.
    39. Valente T., Bartuli C. A plasma spray process for the manufacture of long-fiber reinforced
      Ti–6Al–4V composites // JCCM-12. 1999. P. 924.
    40. Серпова В.М., Косолапов Д.В., Жабин А.Н., Шавнев А.А. Методы формирования полуфабрикатов для изготовления волокнистых металлических композиционных материалов (обзор) // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2017. №7 (55). Ст. 08. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 18.03.2019). DOI: 10.18577/2307-6046-2017-0-7-8-8.
    41. Прагер С.М., Солодова Т.В., Титаренко О.Ю. Исследование механических свойств и структуры образцов, полученных методом селективного лазерного сплавления (СЛС) из сплава ВЖ159 // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2017. №11 (59). Ст. 01. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 04.03.2019). DOI: 10.18577/2307-6046-2017-0-11-1-1.
    42. Ramsperger M., Singer R.F., Korner C. Microstructure of Nickel Base Superalloy CMSX-4 Fabricated by Selective Electron Beam Melting // Metallurgical and Materials Transactions A. 2016. Vol. 47A. P. 1469–1479.
    43. Frazier W.E. Metal Additive Manufacturing: A Review // Journal Material Engineering and Performance. 2014. No. 23 (6). Р. 1917–1928.
    44. Моргунов Ю.А., Саушкин Б.П. Аддитивные технологии для авиакосмической техники // Аддитивные технологии. 2016. №1. С. 3–27.

Полнотекстовая версия

DOI: 10.18577/2071-9140-2019-0-2-12-20

УДК: 669.017

Страницы: 12-20

Н.Н. Трофименко1, И.Ю. Ефимочкин1, И.В. Осин1, Р.М. Дворецков1

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

ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОЭНТРОПИЙНОГО СПЛАВА VNbMoTaW ПУТЕМ СМЕШИВАНИЯ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ПОРОШКОВ С ДАЛЬНЕЙШИМ КОМПАКТИРОВАНИЕМ МЕТОДОМ ГИБРИДНОГО ИСКРОВОГО ПЛАЗМЕННОГО СПЕКАНИЯ

Рассмотрена возможность синтеза высокоэнтропийного сплава VNbMoTaW методом гибридного искрового плазменного спекания из эквиатомной смеси элементарных порошков, полученной сухим смешиванием. Методами сканирующей электронной микроскопии проведено исследование  микроструктуры, микрорентгеноспектральным анализом проведена оценка элементного состава, микродюрометрическим анализом исследована микротвердость образовавшихся фаз. Установлено, что, несмотря на влияние температуры спекания на протекание диффузионных процессов, проявляется значительная неравномерность структурообразования.

Ключевые слова: высокоэнтропийный сплав, искровое плазменное спекание, порошковая металлургия, диффузия, спекание с жидкой фазой.

Список литературы

    1. Реферативная база данных Scopus [Электронный ресурс]. URL: https://www.scopus.com/term/analyzer.uri?sid=af2e51c4730a53b69e33ed16fd8...
      Results=Analyze+results&txGid=ba293e30ac82532f82ed84c80b61c72d (дата обращения: 13.12.2018).
    2. Svensson D.O. High Entropy Alloys: Breakthrough Materials for Aero Engine Applications?: Diploma work. Chalmers University of Technology. URL: http://publications.lib.chalmers.se/records/fulltext/214141/214141.pdf (дата обращения 13.12.2018).
    3. Miracle D., Miller J.D., Senkov O.N. et al. Exploration and development of high entropy alloys for structural applications // Entropy. 2014. Vol. 16. P. 494–525.
    4. Оспенникова О.Г. Стратегия развития жаропрочных сплавов и сталей специального назначения, защитных и теплозащитных покрытий // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 19–36.
    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. Чабина Е.Б., Ломберг Б.С., Филонова Е.В., Овсепян С.В., Бакрадзе М.М. Изменение структурно-фазового состояния жаропрочного деформируемого никелевого сплава при легировании танталом и рением // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2015. №9. Ст. 03. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 10.12.2018). DOI: 10.18577/2307-6046-2015-0-9-3-3.
    7. 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: 10.12.2018). DOI: 10.18577/2307-6046-2015-0-12-2-2.
    8. Шеин Е.А. Тенденции в области легирования и микролегирования жаропрочных монокристаллических сплавов на основе никеля (обзор) // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2016. №3 (39). Ст. 02. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 10.12.2018). DOI: 10.18577/2307-6046-2016-0-3-2-2.
    9. 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.
    10. Каблов Е.Н., Светлов И.Л., Ефимочкин И.Ю. Высокотемпературные Nb–Si-композиты // Вестник Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана. Сер.: Машиностроение. 2011. №SP2. С. 164–173.
    11. Комаров Ф.Ф., Погребняк А.Д., Константинов С.В. Радиационная стойкость высокоэнтропийных наноструктурированных покрытий (Ti, Hf, Zr, V, Nb)N // Журнал технической физики. 2015. Т. 85. Вып. 10. С. 105–110.
    12. Yeh J.-W., Chen S.-K., Lin S.-J. et al. Nanostructured High-Entropy Alloys with Multiple Principal Elements: Novel Alloy Design Concepts and Outcomes // Advanced Engineering Materials. 2004. Vol. 6. P. 299–303.
    13. Шайсултанов Д.Г. Структура и механические свойства высокоэнтропийных сплавов системы CoCrFeNX (X=Mn, V, Mn и V, Al и Cu): дис. … канд. техн. наук. Екатеринбург, 2015. URL: http://elar.urfu.ru/bitstream/10995/34643/1/urfu1501.pdf (дата обращения: 13.12.2018).
    14. Karantzalis A.E., Poulia A., Georgatis E. et. al. New MoWHfZrTi Refractory High Entropy Alloy System: A Microstructural Verification of Phase Formation Criteria Approach // Research and Reports on Metals. 2017. Vol. 1 (2). P. 1–6.
    15. Senkov O.N., Scott J.M., Senkova S.V. et al. Microstructure and elevated temperature properties of a refractory TaNbHfZrTi alloy // The Journal of Materials Science. 2012. Vol. 47. P. 4062–4074.
    16. Gorr Β., Azim M., Christ H.J. et al. Phase equilibria, microstructure, and high temperature oxidation resistance of novel refractory high-entropy alloys // The Journal of Alloys and Compounds. 2015. Vol. 624. P. 270–278.
    17. Juan C.C., Tsai M.H., Tsai C.W. et al. Enhanced mechanical properties of HfMoTaTiZr and HfMoNbTaTiZr refractory highentropy alloys // Intermetallics. 2015. Vol. 62. P. 76–83.
    18. Poulia A., Georgatis E., Lekatou A., Karantzalis A. Dry-sliding wear response of MoTaWNbV high entropy alloy // Advanced Engineering Materials. 2017. Vol. 19. P. 1–10.
    19. Liu C.M., Wang H.M., Zhang S.Q. et al. Microstructure and oxidation behaviour of new refractory high entropy alloys // The Journal of Alloys and Compounds. 2014. Vol. 583. P. 162–169.
    20. Tsai M.H., Wang C.W., Tsai C.W. et al. Thermal stability and performance of NbSiTaTiZr high-entropy alloy barrier for copper metallization // Journal of the Electrochemical Society. 2011. Vol. 158. P. 1161–1165.
    21. Guo S., Liu C.T. Phase stability in high entropy alloys: Formation of solid-solution phase or amorphous phase // Progress in Natural Science. 2011. Vol. 21. P. 433–446.
    22. Senkov O.N., Wilks G.B., Scott J.M., Miracle D.B. Mechanical properties of Nb25Mo25Ta25W25 and V20Nb20Mo20Ta20W20 refractory high entropy alloys // Intermetallics. 2011. Vol. 19. P. 698–706.
    23. Юркова А.И., Чернявский В.В., Кравченко А.И. Получение нанокристаллических тугоплавких Nb–Mo–Ta–W–V и Nb–Mo–Ta–W–Hf высокоэнтропийных сплавов методом механического легирования. URL: http://compnano.kpi.ua/pdf_files/sams-2014n/sams-2014-nat-p-150.pdf (дата обращения: 10.12.2018).
    24. Senkov O.N., Wilks G.B., Miracle D.B. et al. Refractory high-entropy alloys // Intermetallics. 2010. Vol. 18. P. 1758–1765.
    25. Tsai Μ.Η., Li J.H., Fan A.C., Tsai P.H. Incorrect predictions of simple solid solution high entropy alloys: cause and possible solution // Scripta Materialia. 2017. Vol. 127. P. 6–9.
    26. Pickering E.J., Jones N.G. High-entropy alloys: a critical assessment of their founding principles and future prospects // International Materials Reviews. 2016. Vol. 61. P. 183–202.
    27. Оглезнева С.А., Каченюк М.Н., Порталов М.Н. и др. Исследование диффузионных процессов при обычном и плазменно-искровом спекании систем с нанодисперсными порошками // Современные проблемы науки и образования. 2014. №6. URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=16014 (дата обращения: 17.12.2018).
    28. 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.

Полнотекстовая версия

DOI: 10.18577/2071-9140-2019-0-2-21-30

УДК: 669.245

Страницы: 21-30

М.Н. Летников1, Б.С. Ломберг1, О.Г. Оспенникова1, М.М. Бакрадзе1

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

ВЛИЯНИЕ СКОРОСТИ ОХЛАЖДЕНИЯ ПРИ ЗАКАЛКЕ НА МИКРОСТРУКТУРУ И СВОЙСТВА ЖАРОПРОЧНОГО ДЕФОРМИРУЕМОГО НИКЕЛЕВОГО СПЛАВА ВЖ175-ИД

Исследовано влияние скорости закалки на размер вторичных частиц упрочняющей γ'-фазы и механические свойства деформируемого жаропрочного дискового сплава ВЖ175-ИД. Показано, что наибольшее влияние на средний размер и морфологию вторичных γ'-частиц при закалке из двухфазной области оказывает скорость охлаждения в интервале температур до 1000°С. Исследована взаимосвязь между скоростью охлаждения, размером частиц γ'-фазы и значениями кратковременной и длительной прочности сплава ВЖ175-ИД. Определена необходимая скорость охлаждения при закалке изделий из жаропрочного сплава ВЖ175-ИД для достижения значений механических свойств: ≥1570 МПа, ≥1175 МПа и времени до разрушения более 100 ч при испытаниях на длительную прочность при температуре 650°С и постоянной нагрузке σ=1050 МПа.

Ключевые слова: жаропрочный никелевый сплав, закалка, скорость охлаждения, -фаза, механические свойства, сплав ВЖ175-ИД.

Список литературы

    1. 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.
    2. Каблов Е.Н. Материалы и технологии ВИАМ для «Авиадвигателя» // Пермские авиационные двигатели. 2014. №31. С. 43–47.
    3. Ломберг Б.С., Овсепян С.В., Бакрадзе М.М. Новый жаропрочный никелевый сплав для дисков газотурбинных двигателей (ГТД) и газотурбинных установок (ГТУ) // Материаловедение. 2010. №7. С. 24–28.
    4. Беляев М.С., Терентьев В.Ф., Горбовец М.А., Бакрадзе М.М., Антонова О.С. Малоцикловая усталость при заданной деформации жаропрочного никелевого сплава ВЖ175 // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2015. №9. Ст. 01. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 07.11.2018). DOI: 10.18577/2307-6046-2015-0-9-1-1.
    5. Бакрадзе М.М., Ломберг Б.С., Филонова Е.В., Чабина Е.Б. Оценка структурно-фазовой стабильности жаропрочного сплава ВЖ175 после термической обработки и имитаций наработок при рабочей температуре // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2017. №7 (55). Ст. 05. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 07.11.2018). DOI: 10.18577/2307-6046-2017-0-7-5-5.
    6. Каблов Е.Н., Алексеев А.А. Физика жаропрочности гетерогенных сплавов // Литейные жаропрочные сплавы. Эффект С.Т. Кишкина. М.: Наука, 2006. С. 44–55.
    7. Kozar R.W., Suzuki A., Milligan W.W. et al. Strengthening Mechanisms in Polycrystalline Multimodal Nickel-Base Superalloys // Metallurgical and Materials Transactions A. 2009. Vol. 40. Issue 7. P. 1588–1603.
    8. Groh J.R. Effect of cooling rate from solution heat treatment on Waspaloy microstructure and properties // Superalloys 1996. The Minerals, Metals & Materials Society, 1996. P. 621–626.
    9. Mao J., Chang K.M., Yang W. et al. Cooling precipitation and strengthening study in powder metallurgy superalloy Rene88DT // Materials Science and Engineering A. 2002. Vol. 332. P. 318–329.
    10. Bhowal P.R., Wright E.F., Raymond E.L.  Effects of Cooling Rate and Morphology on Creep and Stress-Rupture Properties of a Powder Metallurgy Superalloy // Metallurgical Transactions A. 1990. Vol. 21A. Issue 6. P. 1709–1717.
    11. Jackson M.P., Reed R.C. Heat treatment of UDIMET 720Li: the effect of microstructure on properties // Materials Science and Engineering A. 1999. Vol. 259. Issue 1. P. 85–97.
    12. Gabb T.P., Gayda J., Telesman J., Garg A. The effects of heat treatment and microstructure variations on disk superalloy properties at high temperature. URL: https://www.researchgate.net (дата обращения: 26.11.2018). DOI: 10.7449/2008/Superalloys_2008_121_130.
    13. Grosdidier T., Hazotte A., Simon A. Precipitation and dissolution processes in γ/γ¢ single crystal nickel-based superalloys // Materials Science and Engineering A. 1998. Vol. 256. Issue 1–2. P. 183–196.
    14. Mao J., Chang K.M., Yang W. et al. Cooling precipitation and strengthening study in powder metallurgy superalloy U720LI // Metallurgical and materials transaction A. 2001. Vol. 32. Issue 10. P. 2441–2452.
    15. Furrer D.U. g¢ formation in superalloy U720LI // Scripta Materialia. 1999. Vol. 40. No. 11. P. 1215–1220.
    16. Perruta M., Locq D. g¢ precipitation kinetics in the powder metallurgy superalloy N19 and influence of the precipitation latent heat. URL: https://www.matec-conferences.org (дата обращения 26.11.2018). DOI: 10.1051/matecconf/20141409004.
    17. Masoumi F., Shahriari D., Jahazi M. et al. Kinetics and Mechanisms of γ′ Reprecipitation in a Ni-based Superalloy. URL: http://www.nature.com/scientificreports (дата обращения: 25.11.2018). DOI: 10.1038/srep28650.
    18. Mitchell R.J., Hardy M.C., Preuss M., Tin S. Development of g¢ morphology in P/M rotor disc alloys during heat treatment. URL: https://www.researchgate.net (дата обращения: 26.11.2018). DOI: 10.7449/2004/Superalloys_2004_361_370.
    19. Mitchell R.J., Preuss M., Tin S., Hardy M.C. The influence of cooling rate from temperatures above the g¢ solvus on morphology, mismatch and hardness in advanced polycrystalline nickel-base superalloys // Materials Science and Engineering A. 2008. Vol. 473. Issue 1–2. P. 158–165.
    20. Le Baillif P., Lamesle P., Delagnes D. et al. Influence of the quenching rate and step-wise cooling temperatures on microstructural and tensile properties of PER72 Ni-based superalloy. URL: https://www.matec-conferences.org (дата обращения: 26.11.2018). DOI: 10.1051/matecconf/20141421002.
    21. Schirra J.J., Reynolds P.L., Huron E.S., Bain K.R., Mourer D.P. Effect of microstructure (and heat treatment) on the 649°C properties of advanced P/M superalloy disk materials // Superalloys 2004. The Minerals, Metals & Materials Society, 2004. P. 341–350.
    22. Gabb T.P., Garg A., Ellis D.L., O’Connor K.M. Detailed Microstructural Characterization of the Disk Alloy ME3. URL: https://ntrs.nasa.gov (дата обращения: 26.11.2018).
    23. Волков А.М., Гарибов Г.С., Гриц Н.М., Востриков А.В., Федоренко Е.А. Исследование процессов нагрева и охлаждения при закалке крупногабаритных заготовок дисков из гранул жаропрочных никелевых сплавов // Технология легких сплавов. 2013. №2. С. 69–75.
    24. 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.
    25. Бакрадзе М.М., Ломберг Б.С., Сидоров С.А., Бубнов М.В. Изготовление крупногабаритных штамповок дисков ГТД из слитков промышленного производства Æ320 мм сплава ЭК151-ИД // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2017. №6 (54). Ст. 02. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 07.11.2018). DOI: 10.18577/2307-6046-2017-0-6-2-2.

Полнотекстовая версия

DOI: 10.18577/2071-9140-2019-0-2-31-39

УДК: 669.017:669.715

Страницы: 31-39

Н.В. Булина1, А.Г. Маликов2, А.М. Оришич2, Г.Г. Клочков3

[1] Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии твердого тела и механохимии Сибирского отделения Российской академии наук
[2] Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича Сибирского отделения Российской академии наук, laser@itam.nsc.ru
[3] Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов», admin@viam.ru

ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРНО-ФАЗОВОГО СОСТАВА СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ЛИСТОВ АЛЮМИНИЙ-ЛИТИЕВОГО СПЛАВА В-1469, ПОЛУЧЕННЫХ ЛАЗЕРНОЙ СВАРКОЙ, В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТЕРМООБРАБОТКИ

Проведено исследование влияния термообработки на структурно-фазовый состав сварного шва алюминий-литиевого сплава В-1469, полученного с помощью лазерной сварки. В результате исследований показано, что термообработка основного сплава приводит к изменению параметров решетки и размеру кристаллов. Полная термообработка приводит к восстановлению структурных характеристик сплава до исходных значений. Показано, что изменение прочности образцов сплава В-1469 после сварки и термической обработки обусловлено пространственным распределением этих фаз, а не отсутствием или наличием примесных упрочняющих интерметаллидных фаз.

Ключевые слова: лазерная сварка, алюминий-литиевый сплав, структурно-фазовый состав, микроструктура, термообработка.

Список литературы

    1. Prasad N.E., Gokhale A., Wanhill R.J.H. Aluminum-lithium alloys: Processing, Properties, and Applications. Butterworth-Heinemann, 2013. 608 p.
    2. Rioja R. J., Liu J. The Evolution of Al–Li Base Products for Aerospace and Space Applications // Metall. Mater. Trans. A. 2012. Vol. 43. No. 9. P. 3325–3337.
    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. Фридляндер И.Н., Грушко О.Е., Антипов В.В., Колобнев Н.И., Хохлатова Л.Б. Алюминий-литиевые сплавы // 75 лет. Авиационные материалы. Избранные труды «ВИАМ» 1932–2007: юбил. науч.-технич. сб. М.: ВИАМ, 2007. С. 163–171.
    5. Клочкова Ю.Ю., Грушко О.Е., Ланцова Л.П., Бурляева И.П., Овсянников Б.В. Освоение в промышленном производстве полуфабрикатов из перспективного алюминий-литиевого сплава В-1469 // Авиационные материалы и технологии. 2011. №1. С. 8–12.
    6. Fridlyander I.N., Grushko O.E., Shamrai V.F., Klochkov G.G. High-strength structural silver-alloyed underdensity Al–Cu–Li–Mg alloy // Met. Sci. Heat Treat. 2007. Vol. 49. No. 5–6. Р. 279–283.
    7. Клочкова Ю.Ю., Клочков Г.Г., Романенко В.А., Попов В.И. Структура и свойства листов из высокопрочного алюминий-литиевого сплава В-1469 // Авиационные материалы и технологии. 2015. №4 (37). С. 3–8. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-4-3-8.
    8. Антипов В.В., Колобнев Н.И., Хохлатова Л.Б. Развитие Al–Li сплавов и многоступенчатых режимов термической обработки // Металловедение и термическая обработка металлов. 2013. №9. С. 5–11.
    9. Jia M., Zheng Z., Gong Z. Microstructure evolution of the 1469 Al–Cu–Li–Sc alloy during homogenization // Journal of Alloys and Compounds. 2014. Vol. 614. P. 131–139.
    10. Chen Z., Zhao K., Fan L. Combinative hardening effects of precipitation in a commercial aged Al–Cu–Li–X alloy // Materials Science and Engineering: A. 2013. Vol. 588. P. 59–64.
    11. Rodgers B.I., Prangnell P.B. Quantification of the influence of increased pre-stretching on microstructure-strength relationships in the Al–Cu–Li alloy AA2195 // Acta Materialia. 2016. Vol. 108. P. 55–67.
    12. Li J.F., Zheng Z.Q., Li S.C. et al. Simulation study on function mechanism of some precipitates in localized corrosion of Al alloys // Corrosion Science. 2007. Vol. 49. Р. 2436–2449.
    13. Gazizov M., Teleshov V., Zakharov V., Kaibyshev R. Solidification behaviour and the ef-fects of homogenisation on the structure of an Al–Cu–Mg–Ag–Sc alloy // Journal of Alloys and Compounds. 2011. Vol. 509. Issue 39. P. 9497–9507.
    14. Medjahed A., Henniche A., Derradji M. et al. Effects of Cu/Mg ratio on the microstructure, mechanical and corrosion properties of Al–Li–Cu–Mg–X alloys // Materials Science and Engineering: A. 2018.Vol. 718. P. 241–249.
    15. Li H., Huang D., Kang W. et al. Effect of Different Aging Processes on the Microstructure and Mechanical Properties of a Novel Al–Cu–Li Alloy // Journal of Materials Science & Technology. 2016. Vol. 32. P. 1049–1053.
    16. Лукина Е.А., Алексеев А.А., Антипов В.В., Хохлатова Л.Б., Журавлева П.Л. Фазовые превращения в процессе длительных низкотемпературных нагревов для промышленных сплавов 1424, В-1469 и 1441 // Физика металлов и металловедение. 2011. Т. 112. №3. С. 253–261.
    17. Шамрай В.Ф., Тимофеев В.Н., Грушко О.Е. Исследование структуры прессовок и листов из сплава системы Al–Cu–Li, упрочненных частицами Al2CuLi(N1) // Физика металлов и металловедение. 2010. №4. С. 415–423.
    18. Бецофен С.Я., Антипов В.В., Князев М.И. Фазовый состав, текстура и анизотропия механических свойств сплавов Al–Cu–Li и Al–Mg–Li // Деформация и разрушение материалов. 2015. №11. С. 10–26.
    19. Oladimeji O.O., Taban E. Trend and innovations in laser beam welding of wrought aluminum alloys // Welding in the World. 2016. Vol. 60. P. 415–457.
    20. Xiao R., Zhang X. Problems and issues in laser beam welding of aluminum-lithium alloys // Journal of Manufacturing Processes. 2014. Vol. 16. P. 166–175.
    21. Каблов Е.Н., Лукин В.И., Антипов В.В., Иода Е.Н., Пантелеев М.Д., Скупов А.А. Эффективность применения присадочных материалов при лазерной сварке высокопрочных алюминий-литиевых сплавов // Сварочное производство. 2016. №10. С. 17–21.
    22. Аннин Б.Д., Фомин В.М., Карпов Е.В., Маликов А.Г., Оришич А.М. Комплексное исследование лазерной сварки высокопрочного сплава В-1469 // Авиационные материалы и технологии. 2016. №3. С. 9–16. DOI: 10.18577/2071-9140-2016-0-3-9-16.
    23. Фомин В.М., Маликов А.Г., Оришич А.М., Антипов В.В., Клочков Г.Г., Скупов А.А. Влияние термической обработки на структуру сварных соединений листов из сплава В-1469 системы Al–Cu–Li, полученных лазерной сваркой // Авиационные материалы и технологии. 2018. №1 (50). С. 9–18. DOI: 10.18577/2071-9140-2018-0-1-9-18.
    24. Шиганов И.Н., Холопов А.А., Трушников А.В., Иода Е.Н., Пантелеев М.Д., Скупов А.А. Лазерная сварка высокопрочных алюминий-литиевых сплавов с присадочной проволокой // Сварочное производство. 2016. №6. С. 44–50.
    25. Овчинников В.В., Грушко О.Е., Алексеев В.В. и др. Структура и свойства сварных соединений алюминиевого сплава В-1469, полученных электронно-лучевой сваркой // Заготовительные производства в машиностроении. 2012. №5. С. 7–11.
    26. Лукин В.И., Кулик В.И., Бецофен С.Я., Лукина Е.А., Шаров А.В., Пантелеев М.Д., Саморуков М.Л. Сварка трением с перемешиванием полуфабрикатов высокопрочного алюминий-литиевого сплава В-1469 // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2017. №12 (60). Ст. 2. URL: http://viam-works.ru (дата обращения: 15.01.2018). DOI: 10.18577/2307-6046-2017-0-12-2-2.
    27. Cheary R.W., Coelho A.A. A fundamental parameters approach of X-ray line-profile fitting // Journal of Applied Crystallography. 1992. Vol. 25. P. 109–121.
    28. Porter D.A., Esterling K.E., Sherif M. Phase Transformation in Metals and Alloys. London: CRS Group, 2009. 520 p.

Полнотекстовая версия

DOI: 10.18577/2071-9140-2019-0-2-40-46

УДК: 677.1

Страницы: 40-46

А.В. Истомин1, С.Г. Колышев1

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

ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЙ МЕТОД ФОРМОВАНИЯ УЛЬТРАТОНКИХ ВОЛОКОН ТУГОПЛАВКИХ ОКСИДОВ

Рассмотрен инновационный способ получения ультратонких волокон методом электроформования со свободной поверхности. Показана возможность использования растворов, применяемых в традиционных методах получения высокотемпературных керамических волокон. Определены основные параметры процесса. Получены бездефектные ультратонкие оксидные волокна по технологии высокотемпературной обработки, применяемой для материала микрометрового размера. Проведен сравнительный анализ волокон, произведенных различными методами.

Ключевые слова: электроформование, ультратонкие волокна, микроструктура, высокотемпературная обработка, оксидные высокотемпературные волокна, теплозащитные материалы.

Список литературы

    1. Каблов Е.Н. России нужны материалы нового поколения // Редкие земли. 2014. №3. С. 8–13.
    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. 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.
    4. Ивахненко Ю.А., Бабашов В.Г., Зимичев А.М., Тинякова Е.В. Высокотемпературные теплоизоляционные и теплозащитные материалы на основе волокон тугоплавких соединений // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 380–386.
    5. Каблов Е.Н. Материалы нового поколения – основа инноваций, технологического лидерства и национальной безопасности России // Интеллект и технологии. 2016. №2 (14). С. 16–21.
    6. Каблов Е.Н. Из чего сделать будущее? Материалы нового поколения, технологии их создания и переработки – основа инноваций // Крылья Родины. 2016. №5. С. 8–18.
    7. 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: 15.02.2019). DOI: 10.18577/2307-6046-2015-0-6-2-2.
    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: 12.02.2019).
    9. Bansal N.P., Singh J.P., Kriven W.M., Schneider H. Advances in Ceramic Matrix Composites IX Westerville: The American Ceramic Society, 2003. 347 p.
    10. Непрерывное стеклянное волокно. Основы технологии и свойства / под ред. Н.И. Машинской. М.: Химия, 1965. 320 с.
    11. Козлов В.А., Якушкин М.С., Филатов Ю.Н. Особенности аппаратурного оформления процесса электроформования полимерных нано- и микроволокнистых материалов // Вестник МИТХТ. 2011. Т. 6. №3. С. 28–33.
    12. Бабашов В.Г., Варрик Н.М. Высокотемпературный гибкий волокнистый теплоизоляционный материал // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2015. №1. Ст. 03. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 15.02.2019). DOI: 10.18577/2307-6046-2015-0-1-3-3.
    13. Bunsell A.R., Berger M.H. Fine ceramic fibers. N.-Y.: Marcel Dekker, 1999. 303 p.
    14. Levin I., Brandon D. Metastable alumina polymorphs: crystal structures and transition sequences // Journal of the American Ceramic Society. 1998. Vol. 81. No. 8. P. 1995–2012.
    15. Балинова Ю.А., Кириенко Т.А. Непрерывные высокотемпературные оксидные волокна для теплозащитных, теплоизоляционных и композиционных материалов // Все материалы. Энциклопедический справочник. 2012. №4. С. 24–29.
    16. Луканина К.И., Шепелев А.Д., Будыка А.К. Получение сверхтонких волокон из L- и D,L-изомеров полилактида методом электроформования // Химические волокна. 2011. №5. С. 8–13.
    17. Huang Z.M., Zhang Y.Z., Ramakrishna S., Lim C.T. Electrospinning and mechanical characterization of gelatin nanofibers // Polymer. 2004. Vol. 45. No. 15. P. 5361–5368.
    18.  Inai R., Kotaki M., Ramakrishna S. Structure and property of electrospun PLLA single nanofibers // Nanotechnology. 2005. Vol. 16. No. 2. P. 208–213.
    19. Будницкий Г.А. Полимерные волокна третьего поколения: разработки, свойства, применение // Технический текстиль. 2004. №10. URL: http://www.rustm.net/catalog/article/397.html (дата обращения: 21.01.2019).
    20. Матвеев А.Т., Афанасов И.М. Получение нановолокон методом электроформования: учеб. пособие. М.: МГУ им. М.В. Ломоносова, 2010. 83 с.
    21. Филатов Ю.Н. Электроформование волокнистых материалов (ЭФВ-процесс). М.: ГНЦ РФ НИФХИ им. Л.Я. Карпова, 2001. 231с.
    22. 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: 12.02.2019). DOI: 10.18577/2307-6046-2014-0-3-3-3.

Полнотекстовая версия

DOI: 10.18577/2071-9140-2019-0-2-47-52

УДК: 678.067.5

Страницы: 47-52

В.Н. Мосиюк1, О.В. Томчани1

[1] Акционерное общество «Обнинское научно-производственное предприятие «Технология» им. А.Г. Ромашина», info@technologiya.ru

ОЦЕНКА СВОЙСТВ СТЕКЛОПЛАСТИКОВ НА ОСНОВЕ ЭПОКСИБИСМАЛЕИМИДНОГО СВЯЗУЮЩЕГО, ПОЛУЧЕННЫХ ПО РАЗЛИЧНЫМ НЕАВТОКЛАВНЫМ ТЕХНОЛОГИЯМ ФОРМОВАНИЯ

Стремление производителей полимерных композиционных материалов (ПКМ) к уменьшению трудоемкости процесса формования и удешевлению конечного продукта приводит к необходимости перехода от традиционного автоклавного формования к альтернативным технологиям. В настоящее время существует ряд связующих, разработанных для некоторых неавтоклавных технологий формования. При этом в перспективе возможна разработка связующего, на основе которого можно будет получать высококачественные ПКМ по различным методам формования.

Ключевые слова: полимерные композиционные материалы, связующее, неавтоклавное формование.

Список литературы

    1. Душин М.И., Донецкий К.И., Тимошков П.Н., Караваев Р.Ю. Исследование процесса безавтоклавного формования семипрегов на основе углеродных наполнителей (обзор) // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2018. №9 (69). Ст. 03. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 22.04.2019). DOI: 10.18577/2307-6046-2018-0-9-21-31.
    2. Вешкин Е.А., Сатдинов Р.А., Постнов В.И., Стрельников С.В. Оценка влияния длительности и условий хранения на свойства препрега и ПКМ на его основе // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2017. №8 (56). Ст. 10. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 22.04.2019). DOI: 10.18577/2307-6046-2017-0-8-10-10.
    3. Campbell F.C. Manufacturing Processes For Advanced Composites New York: Elsevier Inc., 2004. 517 p.
    4. Double vacuum bag process for resin matrix composite manufacturing: pat. 7186367 B2 US; publ. 06.03.07.
    5. Gravity Feed Resin Delivery System for VARTM Fabrication: pat. 6216752 B1 US; publ. 05.10.2000.
    6. Kuentzer N., Simacek P., Advani S.A., Walsh S. Correlation of Void Distriction to VARTM Manufacturing Techniques // Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. 2007. Vol. 38. P. 802–813.
    7. Hsiao K.T. Intelligent RTM and VARTM for Polymer Composites Manufacturing. URL: http://www.southalabama.edu/engineering/mechanical/faculty/hsiao intel-comp-manu.pdf (дата обращения: 22.04.2019).
    8. Song X., Loos A.C., Grimsley B.W., Cano R.J., Hubert P. Molding the VARTM Composite Manufacturing Process. URL: http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.gov/20040073448_2004074095.pdf (дата обращения: 22.04.2019).
    9. Yamashita M., Takeda F., Sakagawa T., Kimata F., Komori Y. Development of Advanced Vacuum-Assisted Resin Transfer Molding Technology for Use in an MRJ Empennage Box Structure // Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Technical Review. 2008. Vol. 45. No. 4. P. 1–12.
    10. Тимошков П.Н., Хрульков А.В., Язвенко Л.Н., Усачева М.Н. Композиционные материалы для безавтоклавной технологии (обзор) // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2018. №3 (63). Ст. 05. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 22.04.2019). DOI: 10.18577/2307-6046-2018-0-3-37-48.
    11. 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.
    12. Душин М.И., Хрульков А.В., Караваев Р.Ю. Параметры, влияющие на образование пористости в изделиях из полимерных композиционных материалов, изготавливаемых безавтоклавными методами (обзор) // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2015. №2. Ст. 10. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 22.04.2019). DOI: 10.18577/2307-6046-2015-0-2-10-10.
    13. Генералов А.С., Мурашов В.В., Далин М.А., Бойчук А.С. Диагностика полимерных композитов ультразвуковым реверберационно-сквозным методом // Авиационные материалы и технологии. 2012. №1. С. 42–47.
    14. Душин М.И., Донецкий К.И., Караваев Р.Ю. Установление причин образования пористости при изготовлении ПКМ // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2016. №6 (42). Ст. 08. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 22.04.2019). DOI: 10.18577/2307-6046-2016-0-6-8-8.
    15. Гусев Ю.А., Григорьев М.М., Тимошина Л.Н. Изготовление эталонных образцов из ПКМ с заданной пористостью методом вакуумной инфузии // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2014. №11. Ст. 06. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 22.04.2019). DOI: 10.18577/2307-6046-2014-0-11-6-6.

Полнотекстовая версия

DOI: 10.18577/2071-9140-2019-0-2-53-59

УДК: 621.7.07

Страницы: 53-59

А.Н. Лопатин1, И.Д. Зверков1

[1] Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Новосибирский государственный технический университет», rector@nstu.ru

ИЗГОТОВЛЕНИЕ ФОРМООБРАЗУЮЩЕЙ ОСНАСТКИ АДДИТИВНЫМИ МЕТОДАМИ ДЛЯ КОМПОЗИТНЫХ ДЕТАЛЕЙ

Описан метод изготовления формообразующей оснастки методами 3D-печати на примере легкого многоцелевого самолета. Описана конструкция матрицы нижней поверхности крыла, спроектированная для изготовления на 3D-принтере. Приводится описание технологий 3D-печати FDM и PolyJet. Сравниваются затраты на изготовление формообразующей оснастки методами фрезерования и 3D-печати. Рассмотрен экономический эффект от внедрения 3D-печати в изготовление формообразующей оснастки. Обозначены преимущества, проблемы и особенности технологий FDM и PolyJet.

Ключевые слова: 3D-печать, аддитивные технологии, оснастка, FDM, PolyJet.

Список литературы

    1. Яблочников Е.И., Грибовский А.А., Пирогов А.В. Эффективность применения аддитивных технологий для изготовления литьевых форм и при подготовке производства изделий из термопластичных полимерных материалов // Металлообработка. 2013. №5–6. С. 74–80.
    2. Рыбкин В.А., Щербаков А.В., Шерышев М.А. Применение аддитивных технологий в технологической подготовке производства для литья термопластичных полимерных материалов // Успехи в химии и химической технологии. 2017. №11. С. 99–101.
    3. Лунев А.С., Бушуев Д.В., Горб Ю.Ю., Батина Н.А. Внедрение аддитивных технологий в литейном производстве авиационной компании «Прогресс» // Вестник инженерной школы ДВФУ. 2016. №3 (28). С. 99–105.
    4. Лопатин А.Н. Проект легкого туристического самолета // Аэродинамика и динамика полета летательных аппаратов: тез. докл. XVI Всерос. школы-семинара СибНИА (Седова заимка, 28 февраля–2 марта 2018 г.). Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2018. С. 24–26.
    5. Wisnom M.R., Gigliotti M., Ersoy N. et al. Mechanisms generating residual stresses and distortion during manufacture of polymer–matrix composite structures // Composites: Part A. 2006. Vol. 37. Р. 522–529.
    6. Лопатин А.Н. Модернизация производства легкого летательного аппарата: дис. … магистр. Новосибирск, НГТУ, 2018. 71 с.
    7. Ahna D., Kweona J.-H., Kwonb S. et al. Representation of surface roughness in fused deposition modeling // Journal of Materials Processing Technology. 2009. Vol. 209. Р. 5593–5600.
    8. ANSYS Additive Print [Электронный ресурс]. URL: https://www.ansys.com/products/
      structures/ansys-additive-print (дата обращения: 01.03.2019).
    9. ANSYS Additive Suite [Электронный ресурс]. URL: https://www.ansys.com/products/
      structures/ansys-additive-suite (дата обращения: 01.03.2019).
    10. Wang T.-M., Xi J.-T., Jin Y. A model research for prototype warp deformation in the FDM process // Journal of Additive Manufacturing Technology. 2007. Vol. 33. Р. 1087–1096.
    11. Huang Q., Marshall G.S., Epstein D.J. An Analytical Foundation for Optimal Compensation of Three-Dimensional Shape Deformation in Additive Manufacturing // Journal of Manufacturing Science and Engineering. 2016. Vol. 138. P. 061010-1.
    12. Kunc V., Compton B., Simunovic S., Duty C. et al. Numerical Simulation of Big Area Additive Manufacturing (3D Printing) of a Full Size Car // SAMPE Journal. 2015. Vol. 51 (4) P. 27–36.
    13. Cazo A., Morer P., Matey L. PolyJet technology for product prototyping: Tensile strength and surface roughness properties // Proc. IMechE Part B: Journal of Engineering Manufacture. 2014. Vol. 228 (12). Р. 1664–1675.
    14. Rupinder Singh Process capability study of PolyJet printing for plastic components // Journal of Mechanical Science and Technology. 2011. Vol. 25 (4). Р. 1011–1015.
    15. Rimašauskas M., Rimašauskienė R., Balevičius G. Development of the intelligent forecasting model for manufacturing cost estimation in PolyJet process // Materials of 9th International DAAAM Baltic Conference «Industrial Engineering» (Tallinn, Estonia. April 24–26, 2014). 2014. P. 175–180.
    16. Vaezi M., Chianrabutra S., Mellor B., Yang S. Multiple material additive manufacturing – Part 1: a review // Virtual and Physical Prototyping. 2013. Vol. 8 (1). Р. 19–50.
    17. Jin Y., Du J., He Y., Fu G. Modeling and process planning for curved layer fused deposition // Journal of Additive Manufacturing Technology. 2016. Vol. 33. P. 78–87.
    18. Allen R.J.A., Trask R.S. An experimental demonstration of effective Curved Layer Fused Filament Fabrication utilising a parallel deposition robot // Additive Manufacturing. 2015. Vol. 8. Р. 78–87.
    19. Chakraborty D., Reddy B.A., Choudhury A.R. Extruder path generation for Curved Layer Fused Deposition Modeling // Computer-Aided Design. 2008. Vol. 40. Р. 235–243.

Полнотекстовая версия

DOI: 10.18577/2071-9140-2019-0-2-60-67

УДК: 621.357.7

Страницы: 60-67

Р.К. Салахова1, А.Б. Тихообразов1

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

ТЕРМОСТОЙКОСТЬ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИХ ХРОМОВЫХ ПОКРЫТИЙ

Представлены результаты исследования термостойкости хромовых покрытий, полученных в различных электролитах хромирования, при циклической термообработке при температурах 400, 650 и 800°С. Изучено влияние высокотемпературного воздействия на степень снижения микротвердости хромовых покрытий и установлены предельные температуры эксплуатации хромового покрытия. Показано, что легирование хромового покрытия молибденом обеспечивает высокую стойкость хромо-молибденового покрытия к воздействию температур до 650°С. Проведены металлографические исследования структуры хромовых покрытий после их термообработки при температуре 650°С в течение полного цикла испытаний. Представлены результаты испытаний жаростойкости хромовых покрытий весовым методом.

Ключевые слова: хромовое покрытие, электролит хромирования, термостойкость, термообработка, соединения молибдена, адгезия, микротвердость.

Список литературы

    1. Каблов Е.Н. России нужны материалы нового поколения // Редкие земли. 2014. №3. С. 8–13.
    2. Доспехи для «Бурана». Материалы и технологии ВИАМ для МКС «Энергия–Буран» / под общ. ред. Е.Н. Каблова. М.: Наука и жизнь, 2013. 128 с.
    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. Виноградов С.С. Создание экологически безопасного гальванопроизводства на основе рационализации водоотведения и реагентного метода очистки стоков // Гальванотехника и обработка поверхности. 2009. Т. 17. №3. С. 24–29.
    5. 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: 24.01.2019). DOI: 10.18577/2307-6046-2015-0-6-6-6.
    6. 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. Спецвып. С. 77–82.
    7. Павлов Л.Н., Ветлугин Н.А., Кудрявцев В.Н. Электроосаждение сплава Cr–W // Успехи в химии и химической технологии. 2013. Т. 27. С. 59–63.
    8. Гадалов В.Н., Серебровский В.В., Щеренкова И.С. и др. Структура и свойства электролитических хромовых покрытий с ультрадисперсным сверхтвердым наполнителем // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова. 2016. Т. 14. №3. С. 39–45.
    9. Водопьянова С.В., Мингазова Г.Г., Фомина Р.Е. Влияние органической добавки на процесс хромирования с наночастицами Al2O3 // Вестник Казанского технологического университета. 2011. №11. С. 191–195.
    10. Молчанов В.Ф. Эффективность и качество хромирования деталей. Киев: Техника, 1979. 228 с.
    11. Гаркунов Д.Н., Поляков А.А. Повышение износостойкости деталей конструкций самолетов. М.: Машиностроение, 1974. 199 с.
    12. Виноградов С.С., Демин С.А. Термостойкое защитное неорганическое композиционное покрытие // Перспективные материалы. 2013. №12. С. 19–24.
    13. Болдырев А.И., Жачкин С.Ю., Болдырев А.А., Пеньков Н.А. Получение хромовых покрытий с заданными свойствами методом гальваноконтактного осаждения // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2012. Т. 8. №12-1. С. 12–16.
    14. Солодкова Л.Н., Кудрявцев В.Н. Электролитическое хромирование. М.: Глобус, 2007. 191 с.
    15. Плетнев Д.В., Брусенцова В.Н. Основы технологии износостойкого хромирования. М.: Машгиз, 1953. 143 с.
    16. Шлугер М.А. Ускорение и усовершенствование хромирования деталей машин. М.: Машгиз, 1961. 140 с.
    17. Каблов Е.Н., Мубояджян С.А. Эрозионностойкие покрытия для лопаток компрессора газотурбинных двигателей // Электрометаллургия. 2016. №10. С. 23–38.
    18. 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: 24.01.2019). DOI: 10.18577/2307-6046-2014-0-1-1-1.
    19. 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: 24.01.2019). DOI: 10.18577/2307-6046-2015-0-4-5-5.
    20. Беккерт М., Клемм Х. Способы металлографического травления: справочник. М.: Металлургия, 1988. 398 с.
    21. Салахова Р.К., Тихообразов А.Б., Назаркин Р.М. Получение положительного градиента микротвердости как способ повышения адгезии электролитических хромовых покрытий // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2018. №3 (63). Ст. 09. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 24.01.2019). DOI: 10.18577/2307-6046-2018-0-3-77-85.
    22. Поветкин В.В., Ковенский И.М. Структура электролитических покрытий. М.: Металлургия, 1989. 136 с.

Полнотекстовая версия

DOI: 10.18577/2071-9140-2019-0-2-68-73

УДК: 621.793

Страницы: 68-73

В.С. Денисова1, Г.А. Малинина1, О.В. Власова1, А.Ю. Виноградова1

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

ВЛИЯНИЕ ДОБАВОК ТЕТРАБОРИДА КРЕМНИЯ НА СВОЙСТВА ЖАРОСТОЙКИХ ПОКРЫТИЙ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЖАРОПРОЧНЫХ НИКЕЛЕВЫХ СПЛАВОВ

Тетраборид кремния SiB4 является перспективным материалом для применения в составе композиционных высокотемпературных материалов и покрытий. Введение SiB4 в состав эрозионностойких покрытий для теплозащиты отечественного орбитального корабля «Буран» позволило обеспечить их высокую эрозионную стойкость, температуроустойчивость и отражательную способность. Актуальным направлением в области создания высокотемпературных покрытий является разработка и исследование жаростойких покрытий с добавками тетраборида кремния для защиты жаропрочных никелевых сплавов.

Ключевые слова: стекло, тетраборид кремния, покрытие, жаропрочные никелевые сплавы, высокотемпературная газовая коррозия, реакционное отверждение.

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: 03.02.2019).
    3. Солнцев Ст.С., Розененкова В.А., Миронова Н.А., Соловьева Г.А. Высокотемпературные покрытия для волокнистых субстратов // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2013. №10. Ст. 03. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 03.02.2019).
    4. Каблов Е.Н. Из чего сделать будущее? Материалы нового поколения, технологии их создания и переработки – основа инноваций // Крылья Родины. 2016. №5. С. 8–18.
    5. Доспехи для «Бурана». Материалы и технологии ВИАМ для МКС «Энергия–Буран» / под общ. ред. Е.Н. Каблова. М.: Наука и жизнь, 2013. 128 с.
    6. Розененкова В.А., Солнцев С.С., Гращенков Д.В., Миронова Н.А. Стеклокерамические покрытия для защиты сталей от взаимодействия с водородом // Стекло и керамика. 2015. №11. С. 45–47.
    7. Tong C., Cheng L., Yin X. et al. Oxidation behavior of 2D C/SiC composite modified by SiB4 particles in inter-bundle pores // Composites Science and Technology. 2008. Vol. 68. Р. 602–607.
    8. Yongbin W., Xiaofei M., Huazhen Z., Yang Z. A New High Emissivity Coating on Ni-Based Superalloy Substrate // Rare Metal Materials and Engineering. 2016. Vol. 45. Issue 3. P. 588–592.
    9. Лукина Е.А., Овсепян С.В., Давыдова Е.А., Ахмедзянов М.В. Структурные особенности жаропрочного сплава на основе системы Ni–Co–Cr, упрочняемого объемным азотированием // Цветные металлы. 2016. №7 (883). С. 76–82.
    10. Солнцев Ст.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: 09.02.2019). DOI: 10.18577/2307-6046-2014-0-2-1-1.
    11. Солнцев С.С., Денисова В.С., Розененкова В.А. Реакционное отверждение – новое направление в технологии высокотемпературных композиционных покрытий и материалов // Авиационные материалы и технологии. 2017. №S. С. 329–343. DOI: 10.18577/2071-9140-2017-0-S-329-343.
    12. Гращенков Д.В. Стратегия развития неметаллических материалов, металлических композиционных материалов и теплозащиты // Авиационные материалы и технологии. 2017. №S. С. 264–271. DOI: 10.18577/2071-9140-2017-0-S-264-271.
    13. Matsushita J., Komarneni S. High temperature oxidation of silicon hexaboride ceramics // Materials Research Bulletin. 2001. Vol. 36. P. 1083–1089.
    14. Chen M., Zhu S., Wang F. High temperature oxidation of NiCrAlY, nanocrystalline and enamel-metal nano-composite coatings under thermal shock // Corrosion Science. 2015. №100. P. 556–565.
    15. Wang H.M., Li X., Su D. et al. Effect of glass phase content on structure and properties of gradient MoSi2–BaO–Al2O3–SiO2 coating for porous fibrous insulations // Journal of Alloys and Compounds. 2016. Vol. 657. P. 684–690.

Полнотекстовая версия

DOI: 10.18577/2071-9140-2019-0-2-74-80

УДК: 66.017

Страницы: 74-80

А.А. Козлова1, В.А. Кузнецова1, И.А. Козлов1, С.А. Наприенко1, А.А. Силаева2

[1] Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов», admin@viam.ru
[2] Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, rector@muctr.ru

ВЛИЯНИЕ ДЛИТЕЛЬНЫХ НАГРЕВОВ НА СВОЙСТВА ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ ДЛЯ АЛЮМИНИЕВОГО СПЛАВА СИСТЕМЫ Al–Si–Mg

Работа посвящена анализу эффективности защиты неметаллических неорганических покрытий и систем лакокрасочных покрытий (ЛКП), используемых для защиты изделий из алюминиевых сплавов, при повышенных температурах. Исследовано изменение структуры неметаллических неорганических покрытий и систем ЛКП с применением растровой электронной микроскопии и импедансной спектроскопии. Проведенные исследования влияния длительного термического воздействия на адгезию систем лакокрасочных покрытий к образцам из алюминиевого сплава позволили оценить качество взаимосвязи различных слоев системы защитных покрытий.

Ключевые слова: коррозия, алюминиевые сплавы, конверсионные покрытия, анодное оксидирование, лакокрасочные покрытия, электрохимические испытания.

Список литературы

    1. Каблов Е.Н., Старцев О.В. Фундаментальные и прикладные исследования коррозии и старения материалов в климатических условиях (обзор) // Авиационные материалы и технологии. 2015. №4 (37). С. 38–52. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-4-38-52.
    2. Каблов Е.Н., Солнцев С.С., Розененкова В.А., Миронова Н.А. Современные полифункциональные высокотемпературные покрытия для никелевых сплавов, уплотнительных металлических волокнистых материалов и бериллиевых сплавов // Новости материаловедения. Наука и техника: электрон. науч.-технич. журн. 2013. №1. Ст. 05. URL: http://www. materialsnews.ru (дата обращения: 08.02.2019).
    3. Каблов Е.Н., Антипов В.В., Клочкова Ю.Ю. Алюминий-литиевые сплавы нового поколения и слоистые алюмостеклопластики на их основе // Цветные металлы. 2016. №8 (884). С. 86–91.
    4. Каблов Е.Н. Из чего сделать будущее? Материалы нового поколения, технологии их создания и переработки – основа инноваций // Крылья Родины. 2016. №5. С. 8–18.
    5. Качанов Е.Б., Щеголев Д.В., Черкасов В.В., Каримова С.А. Оценка соответствия материалов, используемых в конструкции двигателя, требованиям авиационных правил АП33 в части воздействия условий окружающей среды // Технология легких сплавов. 2017. №2. С. 66–74.
    6. Черкасов В.В., Щеголев Д.В., Каримова С.А. Сертификация авиационных металлических материалов планера с учетом влияния окружающих условий эксплуатации // Технология легких сплавов. 2017. №3. С. 81–87.
    7. Краев И.Д., Попков О.В., Шульдешов Е.М., Сорокин А.Е., Юрков Г.Ю. Перспективы использования кремнийорганических полимеров при создании современных материалов и покрытий различных назначений // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2017. №12 (60). Ст. 05. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 05.02.2019). DOI: 10.18577/2307-6046-2017-0-12-5-5.
    8. Владимирский В.Н., Офицерова М.Г., Новикова Т.А., Каримова С.А., Павловская Т.Г. Технология ремонта ЛКП на внешней поверхности изделий АТ // Авиационные материалы и технологии. 2003. №2. С. 86–89.
    9. Мовенко Д.А., Медведев П.Н., Смирнов А.А. Исследование изменения структуры теплозащитного покрытия после испытаний на жаростойкость // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2018. №11 (71). Ст. 08. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 08.02.2019). DOI: 10.18577/2307-6046-2018-0-11-64-73.
    10. Фомина М.А., Каримова С.А. Анализ коррозионного состояния материалов планера самолетов типа «Су» после длительных сроков эксплуатации // Коррозия: материалы, защита. 2014. №9. С. 20–24.
    11. Антипов В.В., Чесноков Д.В., Козлов И.А., Волков И.А., Петрова А.П. Подготовка поверхности алюминиевого сплава В-1469 перед применением в составе слоистого гибридного материала // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2018. №4 (64). Ст. 07. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 21.02.2019). DOI: 10.18577/2307-6046-2018-0-4-59-65.
    12. Павловская Т.Г., Волков И.А., Козлов И.А., Наприенко С.А. Экологически улучшенная технология обработки поверхности алюминиевых сплавов // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2016. №7 (43). Ст. 02. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 08.02.2019). DOI: 10.18577/2307-6046-2016-0-7-2-2.
    13. Critchlow G.W., Brewis D.M. Review of surface pretreatments for aluminium alloys // International Journal of Adhesion and Adhesives. 1996. Vol. 16. Issue 4. P. 255–275.
    14. Кузенков Ю.А., Олейник С.В., Каримова С.А., Павловская Т.Г. Бесхроматные конверсионные покрытия на алюминиевом сплаве 1370 // Коррозия: материалы, защита. 2011. №10. С. 42–47.
    15. Каримова С.А., Тарараева Т.И., Павловская Т.Г., Золотарёва Л.А. Технология химического оксидирования алюминиевых сплавов с повышенными защитными свойствами // Технология легких сплавов. 2006. №4. С. 181–182.
    16. Каримова С.А., Кутырев А.Е., Павловская Т.Г., Захаров К.Е. Низкотемпературное уплотнение анодно-оксидных покрытий на деталях из алюминиевых сплавов // Авиационные материалы и технологии. 2014. №4 (33). С. 9–17. DOI: 10.18577/2071-9140-2014-0-4-9-17.
    17. Павловская Т.Г., Козлов И.А., Волков И.А., Захаров К.Е. Формирование твердых износостойких анодно-оксидных покрытий на деталях из литейных алюминиевых сплавов // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2015. №8. Ст. 04. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 14.02.2019). DOI: 10.18577/2307-6046-2015-0-8-4-4.
    18. Каримова С.А., Павловская Т.Г., Петрова А.П. Подготовка поверхности алюминиевых сплавов с применением анодного оксидирования // Клеи. Герметики. Технологии. 2014. №1. С. 34–38.
    19. Дуюнова В.А., Волкова Е.Ф., Уридия З.П., Трапезников А.В. Динамика развития магниевых и литейных алюминиевых сплавов // Авиационные материалы и технологии. 2017. №S. С. 225–241. DOI: 10.18577/2071-9140-2017-0-S-225-241.
    20. Kozlova A.A., Kondrashov E.K., Deev I.S. Protective properties of paint and lacquer coatings based on a fluorine-containing film-forming material // Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces. 2016. Vol. 52. No. 7. Р. 1181–1186.
    21. Makhlouf A.S.H. Handbook of Smart Coatings for Protection of Materials. Cambridge: Woodhead Publishing, 2014. 607 p.
    22. Яковлев А.Д., Яковлев С.А. Лакокрасочные покрытия функционального назначения. СПб.: Химиздат, 2016. 272 с.
    23. Михайлин Ю.А. Термоустойчивые полимеры и полимерные материалы. СПб.: Профессия, 2006. 624 с.
    24. 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.

Полнотекстовая версия

DOI: 10.18577/2071-9140-2019-0-2-81-88

УДК: 669.017

Страницы: 81-88

С.П. Конокотин1, Р.М. Назаркин1

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

ВЛИЯНИЕ БЕГУЩЕГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ ДВУХПОЛЮСНОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИНДУКТОРА НА СВОЙСТВА ХРОМОВЫХ И НИКЕЛЕВЫХ СПЛАВОВ С ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ СТРУКТУРОЙ. Часть 1

С целью повышения физико-механических свойств сплавов на основе хрома и сплавов на основе никеля методом равноосной кристаллизации под воздействием бегущего магнитного поля в двухполюсном цилиндрическом электромагнитном индукторе исследованы особенности его конструктивной схемы. Использование предлагаемых схем электромагнитного индуктора обеспечивает при кристаллизации сплавов: изменение микроструктуры и морфологии структурных составляющих, образование направленной кристаллографической текстуры, изменение фазового состава и повышение жаростойкости при 1250°С.

Ключевые слова: двухполюсный электромагнитный индуктор, бегущее магнитное поле, хромовые сплавы, никелевые сплавы, кристаллизация сплавов, кристаллографическая текстура, рентгеноструктурный анализ, механические свойства.

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., Парфенович П.И. Конструирование литейных жаропрочных никелевых сплавов с поликристаллической структурой // Металловедение и термическая обработка металлов. 2018. №2 (752). С. 47–55.
    3. Базылева О.А., Аргинбаева Э.Г., Луцкая С.А. Методы повышения коррозионной стойкости жаропрочных никелевых сплавов (обзор) // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2018. №4 (64). Ст. 01. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 03.09.2018). DOI: 10.18577/2307-6046-2018-0-4-3-8.
    4. Wang J., Qian J., Zhang X., Wang Y. Research status and progress of NiAl based alloys as high temperature structure materials // Rare Metals. 2011. Vol. 30. Suppl. 1. P. 422–426.
    5. Поварова К.Б., Дроздов А.А., Базылева О.А., Морозов А.Е., Антонова А.В., Бондаренко Ю.А., Булахтина М.А., Ашмарин А.А., Аргинбаева Э.Г., Аладьин Н.А. Конструкционные жаростойкие (b-NiAl+g¢-Ni3Al) сплавы системы Ni–Al–Co. I. Особенности кристаллизации и структуры сплавов // Металлы. 2017. №5. С. 20–30.
    6. Поварова К.Б., Дроздов А.А., Базылева О.А., Морозов А.Е., Антонова А.В., Аргинбаева Э.Г., Аладьин Н.А., Сиротинкин В.П. Конструкционные жаростойкие (b-NiAl+g¢-Ni3Al) сплавы системы Ni–Al–Co. II. Окисление // Металлы. 2017. №5. С. 31–36.
    7. Li H.T., Wang Q., Wang K. et al. Improvement of compressive strength and ductility in NiAl based eutectic alloy by uniform high magnetic field treatment // Intermetallics. 2011. Vol. 19. Issue 2. P. 187–190.
    8. Петрушин Н.В., Светлов И.Л., Оспенникова О.Г. Литейные жаропрочные никелевые сплавы // Все материалы. Энциклопедический справочник. 2012. №6. С. 16–21.
    9. Sims C.T., Stoloff N.S., Hagel W.C. Superalloys II: High-Temperature Materials for Aerospace and Industrial Power. N.Y.: John Wiley & Sons, 1987. 640 p.
    10. 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.
    11. Производство высокотемпературных литых лопаток авиационных ГТД / под ред. С.И. Яцнка. М.: Машиностроение, 1995. 33 с.
    12. Гринберг Б.А., Иванов М.А. Интерметаллиды Ni3Al и TiAl: микроструктура, деформационное поведение. Екатеринбург: Изд-во УрО РАН, 2002. 360 с.
    13. Мнеян М.Г. Новые профессии магнита. М.: Просвещение, 1985. С. 28–35.
    14. Li X., Wang J., Zhang J. et al. Directional Solidification Microstructure of a Ni-Based Superalloy: Influence of a Weak Transverse Magnetic Field // Materials. 2015. Vol. 8. P. 3428–3441.
    15. Nikrityuk P.A., Eckert K., Grundmann R. Electromagnetically Forced Swirling Flow During Solidification of a Binary Metal alloy // Journal of Computational and Applied Mechanics. 2004. Vol. 5. No. 2. P. 337–352.
    16. Верте Л.А. МГД-технология в производстве черных металлов. М.: Металлургия, 1990. 119 с.
    17. Самойлов А.И., Конокотин С.П., Рощина И.Н., Тимофеева О.Б., Назаркин Р.М. Повышение пластичности материалов кристаллизацией в электромагнитном поле // Авиационные материалы и технологии. 2008. №1. С. 32–37.
    18.  Конокотин С.П. Влияние электромагнитного поля на физико-механические свойства литого хрома // Литейное производство. 2011. №7. С. 15–18.
    19. Конокотин С.П., Моисеева Н.С. Влияние метода кристаллизации на структуру сплава системы Ni–Al после высокотемпературного нагрева // Металлургия машиностроения. 2013. №4. С. 27–31.
    20. Назаркин Р.М., Конокотин С.П. Влияние обработки электромагнитным полем при кристаллизации на механические свойства сплавов систем Ni–Al и Co–Cr–Al–Ni // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2017. №5 (53). Ст. 10. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 10.10.2018). DOI: 10.18577/2307-6046-2017-0-5-10-10.
    21. Li B.Q. Solidification Processing of Material in Magnetic Fields // Journal of Metals. 1998. Vol. 50. No. 2. URL: https://www.tms.org/pubs/journals/JOM/ (дата обращения: 10.10.2018).
    22.  Makarov S. Elektromagnetic Separation Techniques in Metal Casting. I. Conventional Methods. IEEE Transactions of Magnetics. 2000. Vol. 36. No. 4. P. 2015–2021.
    23. Гуляев Б.Б., Магницкий О.Н., Демидова А.А. Литье из тугоплавких металлов. М.: Машиностроение, 1964. С. 269–272.
    24. Лякишев Н.П., Гасик М.И. Металлургия хрома. М.: ЭЛИЗ, 1999. С. 49–50.

Полнотекстовая версия

DOI: 10.18577/2071-9140-2019-0-2-89-94

УДК: 66.017:666.7

Страницы: 89-94

Ю.В. Лощинин1, С.Ю. Шорстов1, И.Г. Кузьмина1

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

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ МАТЕРИАЛОВ КЕРАМИЧЕСКИХ ФОРМ ДЛЯ ЛИТЬЯ

Определена теплопроводность толстых неоднородных по структуре и составу материалов керамических форм методом лазерной вспышки. Измерена температуропроводность и кажущая плотность образцов толщиной 3 мм, полученных разделением образцов толщиной 6 мм на две половины. Общую теплопроводность рассчитывали по двухслойной модели с использованием ранее опубликованных данных теплоемкости материалов на основе корунда. Полученные результаты свидетельствуют об отсутствии влияния на теплопроводность материалов образцов пропитки гидролизованным раствором этилсиликата ЭТС-40 после обжига при 1150°С, выполненной для повышения прочности, и заметном влиянии на увеличение теплопроводности в среднем на 18% с ростом температуры обжига (после испытания на изгиб при 1600°С). Установлено более существенное влияние высокопористой структуры наружных слоев на общую теплопроводность керамической формы.

Ключевые слова: огнеупорные керамические формы, теплоемкость, температуропроводность, теплопроводность, метод лазерной вспышки, адиабатический калориметр, двухслойная модель.

Список литературы

    1. Каблов Е.Н., Сидоров В.В., Каблов Д.Е., Мин П.Г. Металлургические основы обеспечения высокого качества монокристаллических жаропрочных никелевых сплавов // Авиационные материалы и технологии. 2017. №S. С. 55–71. DOI: 10.18577/2071-9140-2017-0-S-55-71.
    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., Бондаренко Ю.А., Ечин А.Б. Развитие технологии направленной кристаллизации литейных высокожаропрочных сплавов с переменным управляемым температурным градиентом // Авиационные материалы и технологии. 2017. №S. С. 24–38. DOI: 10.18577/2071-9140-2017-0-S-24-38.
    4. Каблов Е.Н., Лопатин С.И., Столярова В.Л., Фоломейкин Ю.И. Масс-спектрометрическое исследование испарения керамики высшей огнеупорности // Доклады Академии наук. 2015. Т. 463. №1. С. 63.
    5. Каблов Е.Н., Фоломейкин Ю.И., Столярова В.Л., Лопатин С.И. Процессы взаимодействия ниобий-кремниевого расплава с огнеупорной керамикой // Журнал общей химии. 2016. Т. 86. №9. С. 1542–1546.
    6. 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.
    7. Ечин А.Б., Бондаренко Ю.А. Особенности высокоградиентной направленной кристаллизации и современное оборудование, используемое при производстве лопаток газотурбинных двигателей // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2014. №12. Ст. 03. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 22.01.2019). DOI: 10.18577//2307-6046-2014-0-12-3-3.
    8. Герасимов В.В. От монокристаллических неохлаждаемых лопаток к лопаткам турбин с проникающим (транспирационным) охлаждением, изготовленным по аддитивным технологиям (обзор по технологии литья монокристаллических лопаток ГТД) // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2016. №10 (46). Ст. 01. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 22.01.2019). DOI: 10.18577/2307-6046-2016-0-10-1-1.
    9.  Оспенникова О.Г., Рассохина Л.И., Битюцкая О.Н., Гамазина М.В. Отработка технологии получения отливок лопаток ГТД методом направленной кристаллизации из сплавов на основе Nb–Si композита // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2017. №4 (52). Ст. 01. URL:http://www.viam-works.ru (дата обращения: 22.01.2019). DOI: 1018577/2307-6046-2017-0-4-1-1.
    10. 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. М.: Наука, 2006. С. 194–204.
    11. Parker W.J., Jenkins R.J., Butler C.P., Abbott G.L. Flash Method of Determining Thermal Diffusivity, Heat Capacity and Thermal Conductivity // Journal of Applied Physics. 1961. No. 32. P. 1679–1684.
    12. Луговой А.А., Бабашов В.Г., Карпов Ю.В. Температуропроводность градиентного теплоизоляционного материала // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2014. №2. Ст. 02. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 04.02.2019). DOI: 1018577/2307-6046-2014-0-2-2-2.
    13. 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.
    14. Матвеева Ф.А., Плеханова Е.А., Морозкова В.Е. Формирование многослойных огнеупорных форм для литья по выплавляемым моделям на этилсиликатном связующем // Известия СО АН СССР. Сер.: Химические науки. 1976. Вып. 6. №14. С. 116–120.
    15. Литовский Е.Я., Пучкелевич Н.А. Теплофизические свойства огнеупоров: справочник. М.: Металлургия, 1982. 151 с.
    16. Метод лазерной вспышки в широком интервале температур (LFA427) // NETZSCH-Geratebau GmbH: [офиц. сайт]. URL: http://www.ngb-ta.ru/ru/products/detail/pid.24.html (дата обращения: 04.02.2019).
    17. ГОСТ 473.4–81. Изделия химически стойкие и термостойкие керамические. Метод определения кажущейся плотности и кажущейся пористости. М.: Изд-во стандартов, 1981. 2 с.
    18. 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.
    19. Миснар А. Теплопроводность твердых тел, жидкостей, газов и их композиций. М.: Мир, 1968, 460 с.
    20. Зуев А.В., Фоломейкин Ю.И., Баринов Д.И. Расчетно-экспериментальное исследование теплопроводности материалов керамических форм для литья по выплавляемым моделям // Инженерно-физический журнал. 2019 (в печати).

Полнотекстовая версия