Наукові конференції України, Нові матеріали і технології в машинобудуванні-2017

Розмір шрифту: 
ВИРОБНИЦТВО ЛИВАРНОГО АЛЮМІНІЄВОГО СПЛАВУ ПІДВИЩЕНОЇ ЧИСТОТИ ДЛЯ АВІАЦІЙНОГО МАШИНОБУДУВАННЯ
С.В. Прокопенко, В.В. Наумик

Остання редакція: 2017-07-13

Тези доповіді


Розвиток авіаційного двигунобудування багато в чому визначається створенням нових та вдосконаленням існуючих матеріалів, технологічних процесів їх отримання та режимів термічної обробки, застосування яких дозволяє покращувати найважливіші характеристики двигуна.

Однією з головних цілей є зниження ваги двигуна, для забезпечення економії палива та зменшення шкідливих викидів у навколишнє середовище, а також підвищення його ресурсу. Це досягається за рахунок зниження ваги його деталей і підвищення їх механічних властивостей. Для цього сплав з якого виготовляються деталі повинен володіти достатнім запасом міцності, пластичності та інших механічних властивостей. Це дозволить зменшити товщину стінок деталі, при цьому зберегти високий рівень їх експлуатаційних властивостей.

Сучасні широко застосовані алюмінієві ливарні сплави втрачають міцність при температурах, що перевищують 200 ºС, що може привести до руйнування деталей двигуна. Найбільш поширені в практиці вітчизняного авіадвигунобудування ливарні алюмінієві сплави АЛ5 і АЛ9 мають рівень міцності 225 МПа, відносне подовження 0,5…1,0% і твердість НВ 70 (для сплаву АЛ9-Т6 і АЛ5-Т6). Ці властивості вже не задовольняють у повній мірі сучасним умовам експлуатації авіаційних двигунів у зв'язку з означеними вимогами щодо ресурсу, ваги і підвищення робочої температури.

Одним з широковживаних за кордоном комерційних ливарних алюмінієвих сплавів є А356. Також відомі його модифікації, які відрізняються додатковим легуванням такими елементами, як хром, цирконій, марганець, мідь, магній, що дозволяє забезпечити більш високі показники міцності та тривалої міцності при підвищених температурах за рахунок утворення при старінні дрібнодисперсних термостійких виділень.

Особливе значення має ступінь чистоти сплаву. В сучасних умовах виливки з алюмінієвих сплавів виготовляються при багаторазовому використанні в якості шихти вторинних матеріалів, що призводить до суттєвого насичення їх найрізноманітнішими домішками та підвищення вмісту неметалевих включень. Через таке забруднення сплав неминуче втрачає рівень всього комплексу фізико-механічних властивостей, а перш за все пластичність. Беззаперечно можна вважати, що саме ступінь чистоти основи ливарного сплаву є мірою, що обмежує можливості принципового застосування додаткового легування для підвищення міцності при збереженні необхідного рівня пластичності.

Такими чином, актуальною є задача розробки технології виробництва і термічної обробки ливарного алюмінієвого сплаву підвищеної чистоти властивості якого дозволять знизити вагу відповідальних, навантажених великогабаритних корпусних деталей авіаційного машинобудування і підвищити їх ресурс.

На базі комплексу проведених досліджень планується обґрунтовано підібрати склад, розробити технологію виготовлення і режим термообробки ливарного алюмінієвого сплаву підвищеної чистоти для виготовлення відповідальних алюмінієвих литих деталей для авіаційного машинобудування, які за своїми властивостями не поступаються сучасним мировим аналогам. Встановити залежності між хімічним складом, ступенем чистоти, теплофізичними механічними та експлуатаційними властивостями  алюмінієвого ливарного сплаву для відповідальних корпусних виливків авіаційних двигунів.


Full Text: PDF