Применения традиционных

Кроме того, их используют при изготовлении капотов двигателя, наружных кожухов камер сгорания, реактивных сопел, выхлопных патрубков и других изделий, нагревающихся при эксплуатации. Возможности применения титановых сплавов в конструкции газотурбинного двигателя показаны на рис. 138.

Таким образом, области применения титановых жаропрочных деформируемых и литейных сплавов расширяются и

Л Рассмотрены различные типы коррозионностойких титановых сплавов. Приведена подробная коррозионно-электрохимическая характеристика этих сплавов. Показаны области применения титановых сплавов и обосновано большое значение этого нового конструкционного корр'озионностойкого материала для развития современной техники.

Предназначена для научных работников, специализирующихся в области обработки и применения титановых сплавов. Может быть полезна студентам вузов. Ил. 130. Табл. 38. Библиогр. список: 192 назв.

Растрескивание титановых сплавов под напряжением под слоем соли при повышенных температурах называют солевой коррозией. Это явление в 1955 г. открыл Бауэр. Сущность процесса сводится к тому, что на поверхности напряженных образцов, контактирующих с солью при температурах более 250°С, возникают трещины, которые значительно сокращают долговечность образца при данном напряжении или уменьшают его пластичность при последующем испытании на разрыв. В настоящее время горячесолевое растрескивание достаточно хорошо изучено в лабораторных условиях [12]. Однако многие вопросы не выяснены. В частности, в практике применения титановых сплавов прямых катастрофических фактов солевой коррозии не наблюдается, хотя условия, которые могут привести к горяче-солевому растрескиванию, типичны для многих узлов современных авиационных

Прорабатывается возможность применения титановых и алюминиевых сплавов, армированных волокнами бора и борсика, в обшивках фюзеляжа транспортного самолета [140], в створках ниши шасси, панели крыла самолета F-111, верхней и нижней обшивках и в отсеке концевой части крыла самолета «Нортроп F-5», закрылках самолета «Р-4Макдоннелл-Дуглас», предкрылков самолета «Локхид С-5А» [138, 209], в конструкции внешней обшивки горизонтального стабилизатора истребителя F-14 [168] и руля высоты самолета С VI101C.

Гальванические эффекты. Опыт применения титановых сплавов в морских условиях показывает, что их следует использовать только в тех случаях, когда могут быть оправданы затраты, связанные с более высокой по сравнению со сталью и алюминием стоимостью. Морских конструкций, выполненных целиком из титановых сплавов, пока не существует, поэтому титан всегда соседствует в конструкциях с другими металлами. При наличии электрического контакта между титаном и каким-либо металлом происходит увеличение площади поверхности катода, связанного с локальными анодами на этом втором металле. Коррозия таких металлов, как сталь и алюминий, контролируется катодными процессами, поэтому возрастание площади катодной поверхности при образовании гальванической пары с титаном способствует усилению коррозии более анодного элемента пары. Как видно из приведенного электрохимического ряда напряжений, пассивный титан является более катодным металлом по отношению практически ко всем распространенным конструкционным материалам.

Рассмотрены различные типы коррозионностойких титановых сплавов. Приведена подробная коррозионно-электрохимическая характеристика этих сплавов. Показаны области применения титановых сплавов и обосновано большое значение этого нового конструкционного коррозионностоикого материаладля развития современной техники.

7. ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ ДЛЯ ПРЕЦИЗИОННЫХ ДЕТАЛЕЙ МАШИН И ПРИБОРОВ

7. Перспективы применения титановых сплавов для прецизионных деталей машин и приборов.................76

Упругое удлинение титановых болтов при одних и тех же напряжениях приблизительно в 2 раза больше упругого удлинения стальных болтов, что важно для сохранения первоначальной затяжки. Кроме того, вследствие высокой податливости дополнительная нагрузка на болт при действии рабочих сил в случае применения титановых болтов взамен стальных в стальных узлах снижается также почти в 2 раза. Однако эти преимущества титановых болтов исчезают при их работе в титановых узлах.

КПИ-19, можно перевозить в обычных железнодорожных цистернах. Как показали промышленные испытания, КПИ-19 эффективно защищает сплавы, содержащие медь, в условиях кислотной промывки конденсаторов турбин. На рис. 18 показано изменение во времени скорости коррозии проточного датчика из латуни ЛМш-68-0,06 при кислотной промывке КНМК, содержащим 0,32% ингибитора КПИ-19 (кривая /), скорость коррозии определялась прибором Р 5035 [77]. Для сравнения показана скорость коррозии датчики (кривая 2) при промывке 5%-ным раствором КНМК без ингибитора. Зона / —скорость коррозии в проточной воде (0,1 г/(м2- ч). Зона // — промывка ингибированной кислотой, при этом скорость кор> розии латуни составляет 0,02—0,05 г/(м2- ч), т. е. меньше, чем в воде. После сброса кислотного раствора и промывки контура водой (зона ///) по существующей технологии необходимо проводить нейтрализацию остатков кислоты щелочными агентами (зона IV). По окончании процесса нейтрализации и промывки водой через конденсатор подается техническая проточная охлаждающая вода (зона У). Применение прибора Р 5035 совместно с первичным преобразователем информации позволило получить наглядную картину коррозионного поведения металла в агрессивной среде за время промывки. В результате испытаний было установлено, в частности, что при кислотных промывках нейтрализация остатков кислоты щелочью приводит к увеличению скорости коррозии металла (зона IV). Таким образом, полученные данные дают основание пересмотреть вопрос о целесообразности применения традиционных щелочных обработок.

Как было рассмотрено выше, при введении в лакокрасочные покрытия водо- и маслорастворимых ингибиторов защитные свойства этих покрытий резко повышались. Путем правильного подбора ингибиторов можно расширить области применения традиционных лакокрасочных покрытий, используя их как средство консервации.

На НСЛ можно собрать изделия нескольких модификаций в произвольном порядке, организовать участки из дублирующих позиций без введения специальных «ветвящихся» транспортных систем; встроить дополнительные позиции, что позволит осуществить постепенный переход от ручной сборки к автоматической или увеличить производительность линии вследствие дублирования лимитирующих позиций. НСЛ недороги в изготовлении и проще в монтаже, так как не требуют высокой точности выполнения размеров, определяющих расположение отдельных позиций, а также исключают необходимость применения традиционных схем блокировок. Применение НСЛ улучшает условия труда, так как исключает непосредственную синхронизацию действий рабочего с тактом работы механизмов, тем самым снижая утомляемость и нервное напряжение оператора, вызванное опасением не выполнить комплекс операций за отведенное время. Однако основным преимуществом НСЛ является более высокая производительность (на 15—30 % выше, чем у жесткосблокированных линий). На сборочных линиях с шаговым конвейером перемещение собираемого изделия с позиции на позицию осуществляется только после окончания всех операций на каждой позиции, и задержка во времени выполне-

него дня. Возрастание скоростей и нагрузок, необходимость повышения надежности машин, ужесточение требований к обеспечению безопасности обслуживающего персонала выдвигают зачастую противоречивые требования к конструкциям машин, узлов и отдельных деталей — требования, которые не могут быть удовлетворены в рамках применения традиционных машиностроительных материалов и традиционной технологии их обработки.

Проблема обеспечения длительного ресурса и надежности узлов трения авиационно-космической техники весьма важна в связи со спецификой условий работы - глубокий вакуум, отсутствие кислородной среды, повышенный нагрев, большие градиенты полей напряжений, температур, значительные вибрации, облучение, сложность или невозможность применения традиционных смазочных материалов, осложненность проведения ремонта и другие утяжеляющие обстоятельства. Указанная проблема требует особого внимания.

Эффект интенсификации процессов теплообмена под действием колебаний может быть использован в тех аппаратах, где увеличение теплоотдачи практически целесообразно, например в различных теплообменных аппаратах силовых и энергетических установок, в химических аппаратах. Известно, что некоторые процессы химической технологии (растворение, экстракция, сушка, кристаллизация, горение и т. д.) в условиях колеблющихся потоков протекают более интенсивно, чем в случае применения традиционных средств химической технологии.

мость применения традиционных твердых сплавов. Она лишь расширя-

Композиционные волокнистые материалы с металлической матрицей применяют при низких, высоких и сверхвысоких температурах, в агрессивных средах, при статических, циклических, ударных, вибрационных и других нагрузках. Наиболее эффективно используются МВКМ в конструкциях, особые условия работы которых не допускают применения традиционных металлических материалов. Однако чаще всего в настоящее время армированием металлов волокнами стремятся улучшить свойства матричного металла, чтобы повысить рабочие параметры тех конструкций, в которых до этого использовали неармированные материалы. Использование МВКМ на основе алюминия в конструкциях летательных аппаратов, благодаря их высокой удельной прочности, позволяет достичь важного эффекта - снижения массы. Замена традиционных материалов на МВКМ в основных деталях и узлах самолетов, вертолетов и космических аппаратов уменьшает массу изделия на 20 - 60%.

Высокие прочностные свойства сплавов системы TiC—TiN—Ni—Mo—V позволили не только расширить области применения традиционных сплавов на основе карбида титана при чистовой обработке сталей за счет увеличения скорости резания, но и стать альтернативой твердых сплавов системы WC—Со при черновой обработке и фрезеровании металлов. В качестве примера можно рассмотреть сплав TiC — 7,5 TiN — 10 VC - 25 Ni - 10 Mo, разработанный фирмой "Fordmotors" (США). Средняя прочность этого сплава, получившего маркировку 764, составляет 2050 МПа, а твердость HRA 90,5. Характер зависимости деформации

Использование волокнистых материалов в качестве армирующих позволяет расширить область применения традиционных видов покрытий, которые приобретают новые свойства, принципиально отличные от исходных.

Голографирование в реальном масштабе времени осуществляют экспонированием голограммы неподвижного объекта и наложением восстановленного с голограммы изображения на колеблющийся объект. В результате непосредственной интерференции восстановленного изображения с вибрирующим объектом образуется система подвижных (иногда их называют живыми) интерференционных полос, позволяющая исследовать вибрационные поля объектов в динамике визуально либо записывать их на фотопленку или видеорекордер. Метод особенно выгоден для получения информации об отклике объекта на изменение возбуждающих параметров (амплитуды или частоты колебания). Специфика метода заключается в необходимости фиксировать (проявлять) голограмму на месте экспозиции, что в случае применения традиционных фотоматериалов непроизводительно. Применение специальных гермопластичных материалов позволяет создавать исключительно эффективные Устройства, реализующие данный метод.