Металлы на службе самого быстрого вида транспорта.
В предыдущих статьях шла речь об эффективности и выгоде от использования алюминия в производстве транспорта, в том числе и авиационного.
А что же другие металлы?
Магний. Он нашел свое место в производстве современного самолета. Колеса и вилки шасси, передние кромки крыльев, детали сидений, корпусы приборов, различные рычаги и кожухи, двери кабин и фонари — и это далеко не весь перечень применения сплавов магния. В наши дни активно стали использовать магний для изготовки литых крыльев, литых створок люков шасси, которые легче по весу примерно на 25 % и дешевле сборных конструкций из деформируемых сплавов. Например, планер одного из американских истребителей был почти полностью изготовлен из сплавов на основе магния.
Диоксид титана, модифицированный таким образом, также имеет свойство способствовать уменьшению загрязняющих веществ за счет воздействия ультрафиолетового излучения. Из-за его легкого окрашивания методами анодного окисления титан подходит для производства ювелирных изделий и очков.
Среди материалов предстоящих десятилетий титан станет главным действующим лицом во всех областях применения благодаря отличному сочетанию функций, которые он может предложить, и снизить издержки производства. В авиационной и пространственной среде он должен играть ключевую роль в строительстве как двигателей, так и самолетов в виде листового металла. Что касается двигателей, то основная проблема заключается в использовании интерметаллических соединений титана и алюминия при строительстве турбинных дисков и поддонов.
Данные литейные магниевые сплавы с редкоземельными присадками практически беспористы, и потому детали, выполненные из этих сплавов, мало подвержены растрескиванию.
Несмотря на то, что упругость магниевых сплавов меньше, чем упругость алюминиевых и железных сплавов, из-за малой плотности этот металл позволяет получать более жесткие и в то же время достаточно легкие конструкции.
Что касается конструктивных деталей самолета, следует иметь в виду, что титан и некоторые его сплавы подходят для процесса суперпластического формования для строительства сложных конструкций с учетом снижения веса и сборки в сочетании с высокой Структурная надежность и широкая свобода дизайна по сравнению с обычными процессами.
Титановые листы сначала объединяются при диффузии под давлением, образуя единый материал, а затем подвергаются суперпластическому формованию для достижения альвеолярных структур. Крупномасштабная эксплуатация сверхпластического процесса титановых сплавов может обеспечить ответ на многочисленные проблемы, связанные с транспортом и другими технологиями. Металлургия, проектные данные, приложения, под ред.
В вертолетостроении магний используют для производства двигателей, в некоторых моделях доля магниевых деталей составляет по массе 23 %.
В ракетостроении наиболее популярны в применении сплавы с торием и цирконием. Они заслужили такую популярность благодаря повышенной прочности и жаропрочности. Присадка циркония позволяет улучшить пластичные свойства. В некоторых моделях такие сплавы составляли 25 % по массе.
Продвинутые структурные материалы, под ред. Есть так много полетов воздушных шаров, а затем появление самого тяжелого воздуха в лигурийском небе с начала двадцатого века. Алессандро Вольта и аэронавтика. Аэродинамические эксперименты на фуникулере. Экспериментируйте с плоской поверхностью.
Козимо Кановетти и Марио Кальдерара, которые построят первый итальянский гидросамолет, проводят некоторые эксперименты в области аэродинамики, выполняемые по фуникулярной дорожке, не обслуживаемые в зимний сезон. Эксперименты проводятся путем проскальзывания с верха фуникулера специальных вагонов, несущих завесы различной поверхности, специально намотанных. Исследования, в частности, направлены на обнаружение сопротивления, которое воздух противостоит продвижению поверхностей различных форм. Он также производит дым, чтобы показать форму волютов во время движения.
Внедряют и специальные сплавы с цирконием, которые обладают важной способностью — гасить вибрации снарядов,
Если речь заходит о кратковременно работающих конструкциях, то и здесь при производстве вспоминают про магний, поскольку он благодаря своей высокой теплоемкости способен поглотить много тепла и не успеет перегреться за кратковременный полет.
Исследование также спонсируется Смитсоновским институтом в Вашингтоне. Эксперименты являются новаторскими для другого аспекта: использование радио. Экспериментальные данные, определяемые ант. Некоторые моменты экспериментов с конической формой. Воздушные шары в небе Комаски Технология в сумерках, теперь используется только для удовольствия.
В преддверии появления самой тяжелой летающей среды в воздухе исследования аэростатического поля в основном касаются дирижабля, характеристика которого может направляться в желаемом направлении, что делает его пригодным для использования. Воздушный шар по-прежнему играет военную роль, но также используется для полетов для прогулок, зарезервированных для очень немногих счастливчиков.
Ракета “Фолкон” класса “воздух — воздух” на 90% состоит из магниевых сплавов (корпус и многие другие детали). Помимо обшивки корпуса без них не обходятся туннельные обтекатели, корпусы систем наведения, корпусы насосов, топливные и кислородные баки, баллоны пневмосистем, опорные узлы, стабилизаторы и др.
Вознесение воздушных шаров в Комо и Лекко. На Ларио, в начале двадцатого века, летают воздушные шары с демонстрационным характером, выполняемые энтузиастами полета. Складные, опубликованные на инаугурации. Между Т и Е Бруната. Складывание по случаю показывает наличие воздушного шара на станции Брунате.
Нажмите здесь, чтобы прочитать отчет о поездке, написанный журналистом, присутствующим на борту. Только другая комета, пилот и «туз» Джулио Райнер, получит его. Первые полеты самолетов на территории. В первом десятилетии века некоторые самолеты пролетели над территорией Комаско. Проход самолета на озеро Альто увековечен на открытке с надписью «Привет из Колико».
В спутникостроении изданных сплавов выполняют корпус спутника. Корпус изготовляется из двух сферических оболочек, отштампованных из листов сплава толщиной 0,76 мм, и вся эта конструкция подпирается изнутри каркасом из магниевых труб.
Из-за того, что магний заметно возгоняется в высоком вакууме при низкой температуре, корпус покрывается сложным покрытием, одним из предназначений которого является понижение испарения металла.
Справа — самолет, который действовал в Беллано. Другой сообщенный самолет — это то, что было названо привлекательностью на инаугурации дороги Беллано-Тацено, на восточном берегу озера Комо и инцидентоси во время мероприятия без каких-либо последствий для пилота.
Единственный участник — Лугано Аттилио Маффей с его Блерио. Аттилио Маффей на входной билет. Область, подходящая для самолетов вокруг Комо, наконец-то идентифицирована: это долина Бреггия, плоская и беспрепятственная, хотя и заключена между Бисбино и Монте-Олимпино. В нем находится галоп Морнелло, который можно использовать в качестве авиационного поля, благодаря небольшим расстояниям, чтобы взлететь и приземлиться в Блерио и вообще самолетах того времени. По этому поводу идет значительная мобилизация.
Титан. Это не только легкий и тугоплавкий метал, но и довольно-таки прочный и пластичный. Вес титана на две трети больше алюминия, прочность больше в 6 раз, а тугоплавкость титана больше чем у алюминия в два с лишним раза.
Он отличается хорошими показателями стойкости. Во влажном воздухе, в морской воде его коррозионная стойкость не хуже нержавеющей стали, а в соляной кислоте во много раз превосходит её. Он, как и нержавеющая сталь, поддается обработке резанием и давлением, а также свариванию и изготовке из него литых деталей.
Мероприятие предусматривает высадку воздушного судна в субботу 29 сентября и рейсы между 13 и 17 и в воскресенье. Оргкомитет, чтобы оплатить расходы, ставит галоп и взимает плату за вход, что также разрешено для лошадей и автомобилей. Непрерывные трамвайные пути выполняются между Комо и Морнелло, а между Комо и Черноббио непрерывная служба лодок обеспечивается навигацией. Монтаж самолета завораживает летописцев: Прискорбно, что многие из них не смогли увидеть формирование самолета постепенно, от светлого и справедливого литья с воздушной рукояткой до мощного двигателя, от более широких объятий крыльев до небольших плавников из-за крошечного пространства для трудного флаера до самого хвоста, от микроскопических приводных инструментов до ста маленьких, хрупких, незаменимых металлических проводов, по которым ветер иногда проходит сквозь невидимые музыкальные пальцы.
Основные достоинства титана и его сплавов, такие как комбинация высокой удельной прочности и химической стойкости при нормальных и повышенных температурах (около 300-500º С) делают их незаменимыми в современном самолетостроении и производстве космических кораблей.
Погода, утром в субботу, «кинерино и влажная». Перед властями, присутствующими в большом количестве, платной публике и многим незагрязненным общественным лицам, висящим на склонах холмов и всматривающимся между складками холстов, Маффей оценивает условия, ибо правда не очень привлекательна, но, наконец, постановление: Воздух спокойный. Городская музыка играет праздничные гимны, а летчик уже далеко, это уже черное пятно на тусклом небе. «Маффей летит к Брунату, а затем возвращается обратно в Морнелло, куда он летит, сидит на одной стороне, имитирует падение, шутит с самолетом».
В 1956 г. английский летчик Петер Твисс на сверхзвуковом самолете из алюминиевых сплавов “Фейри Дельта-2” установил новый мировой рекорд по скорости полета, достигши на дистанции 15,5 км скорости 1822 км/ч.
Объем мощности двигателя самолета позволял ему развить ещё большую скорость, но пилот на это пойти не мог, так как при превышении рекордной скорости обшивка самолета из дуралюмина нагрелась бы больше чем до 100º С, и это негативно бы сказалось на прочности обшивки самолета. Поэтому, чтобы достигать таких огромных скоростей, обычную дуралюминовую обшивку меняют на титановую, так как использовать более тяжелую сталь при таких скоростях и нагревах не выгодно.
Наконец, «он приближается к опасной элегантности летательного аппарата». Пилот доволен, свернулся и сообщил своим хронометристом, что полет длится 20 минут и 3 секунды. Вскоре после этого он возобновляет второй рейс. «Он убегает к озеру и, заметив пароход Сан-Фермо, заставляет его больше поклоняться, поднимая восторженные аплодисменты с борта». Маффей пролетел над Вилла д’Эсте и лодки, которые находятся в первом бассейне озера, затем направляются к Бараделла, которому он был много раз. Это фактически ожидало комитет, который также продал билеты на станцию Бараделл.
При замене алюминиевых сплавов или стали на титан в пассажирских самолетах, экономия массы деталей составляет примерно 15-40 %. Несмотря на более дорогую стоимость титана, по сравнению с вышеназванными металлами, все дополнительные затраты окупаются.
Пример пассажирских самолетов “Дуглас” показывает, что поначалу из титана изготовляли только некоторые элементы, такие как мотогондолы и противопожарные перегородки. В противопожарных перегородках использование титана эффективно, потому что электропроводность и теплопроводность этого металла в 5 раз меньше чем у стали, и в 15 раз меньше, чем у алюминия. А вот в новых моделях самолетов уже было более 1000 различных деталей из титана и его сплавов.
Через 18 минут и 54 секунды самолет приземляется. Многие люди видят эволюцию Блерио, расположенного в горах первого бассейна озера. Набег на Комо-Лугано. С успехом события авиатора 6 октября организован рейд из Комо в Лугано. Главным героем всегда является Аттилио Маффей, со своим Блерио.
Открытка авиационного дня в Лугано. Возвращаясь к рейду, выезд запланирован на 30, всегда из лагеря Морнелло и присутствия многих властей. Толпа даже приходит к этому назначению: «В 14 лет ни один конь не был найден в Комо ни в одном бизнесе или машине». После взлета запланированы некоторые изменения вокруг поля. Но воздух не спокоен, и у пилота есть некоторые сомнения относительно того, что делать. После экскурсии по Брунату и городу Морнелло по-прежнему пролегает над долиной Бреггия по маршруту Кьяссо-Балерна-Мендрисио-Гола в Гродно-Лугано.
Использование титановых сплавов в производстве двигателей реактивных самолетов позволяет уменьшить массу на 100-150 кг. Планер тоже становится легче (на 300 и более кг).
В двигателях титан применяют для изготовления деталей воздухосборника, корпуса, лопаток и дисков компрессора, и т.д. Особенно выгодным стало применение титана в новых турбовентиляционных двигателях. В гражданской модели самолета детали из титана составляют 1/7 общей массы турбовентиляционного двигателя, в военной — 1/5 общей массы.
Вспоминает бросание большого количества открыток со своим портретом, напечатанным для случая. Возвращение в Лугано, похоже, с некоторым трудом. По крайней мере, английский журнал «Полет», как вы можете прочитать, нажав на изображение в сторону. Открытка, выпущенная Национальной воздушной лигой по случаю.
Одно из мероприятий по сбору средств для оснащения. Вооруженные силы воздушного флота. Первые итальянские военные самолеты были пожертвованы. В Вооруженные Силы Аэро Клуба Италии. Этот орган сформировал пропагандистский комитет почти во всех провинциальных столицах Италии, и партия является хорошим поводом для его официального основания.
В ракетах из титановых сплавов изготавливают корпусы двигателей второй и третей ступеней, баллоны и шаробаллоны для сжатых и сжиженных газов, сопла и др. У космических капсул “Меркурий” и “Джемини” каркас, наружная и внутренняя обшивки сделаны из титановых сплавов.
Титан в виде литых деталей также активно применяется, так как позволяет сократить объем трудовой обработки резанием и уменьшает отходы дорогого металла.
Это не означает, что явление началось именно в этом году: скорее всего, эксперимент начался несколько лет назад, но не слишком очевидным образом. Впоследствии, с усилением количества ненормальных наук, некоторые люди стали замечать странное явление и документировать его. Впоследствии другие страны начали сигнализировать о присутствии этих наук в своем небе: Канаде, Новой Зеландии, Австралии, Мексике, Гаити, Пуэрто-Рико, Камбодже, Багамских Островах, Южной Африке, Англии, Франции, Испании, Германии, Голландии, Швеции, Шотландии и Италии.
Сингулярным является тот случай, когда Хорватия впервые увидела эти науки на следующий день после официального заявления о членстве в НАТО. Согласно этим первым свидетельствам, аномальные трассы были результатом пролета белых и беспилотных самолетов, замеченных также в негражданских воздушных пространствах. Жалобы были проигнорированы правительством Онтарио, и поэтому некоторые граждане взяли образцы воды и снега с их земли и заказали лабораторные анализы за свой счет. Из исследования взятых образцов было обнаружено, что они содержали количество частиц алюминия в двадцать раз выше предела, указанного для питьевой воды.
Что же касается применения титана в авиационной электронике, то тут этот металл очень полезен благодаря своим газопоглощающим способностям. Он поглощает газы, оставшиеся после откачки прибора или попавшие в прибор во время эксплуатации. Титан, нанесенный на поверхность прибора, исполняет роль встроенного насоса, способного работать в течение всей жизни прибора. 500мг титана хватает, что поглощать большие объемы воздуха.
С лабораторным анализом он обратился затем к ходатайству, поданному в парламент Канадского правительства в Оттаве, где граждане попросили разъяснить природу этого явления и, прежде всего, потребовали отменить химические спреи над ними. Через 45 дней канадское правительство ответило, что они не участвуют в таких операциях и что военная авиация не предоставила разрешения другим странам обгонять канадскую территорию для этой цели.
Еще в Канаде, в Эдмонтоне, после появления многочисленных белых наук, растения огромной площади начали умирать, что за короткое время стало засушливым. Для химического анализа почвы было доказано, что его проводимость в семь раз выше, чем обычно, и это связано с высоким процентом бария и алюминия. В других областях, насыщенных науками, помимо алюминия и бария, также найдены титан, бромид и бактерии.
Бериллий. Для тонких профилей, где титан не подходит из-за маленькой удельной жесткости, а сплавы из стали и никеля очень тяжелы, промышленники обращаются к такому металлу, как бериллий.
Его хрупкость, токсичность металлической пыли и пыли из окислов, редкость и дороговизна — препятствия, которые откладывали применение бериллия в самолетостроении и ракетостроении.
Но после многочисленных исследований, открывших возможности улучшения необходимых свойств этого металла, бериллий все-таки взяли на вооружение производители. Сейчас из него изготовляют стержни, трубы и листы для ракетного, авиационного и атомного производства.
Корпуса жидкостнореактивных двигателей из бериллия не только в два раза легче, но и служат в 10 раз дольше ввиду высокой теплопроводности этого материала. Бериллий стал находкой для изготовителей колесных тормозов из-за своей легкости и высокой теплопроводности. Тормоза из бериллия дают экономию массы больше 30%, масса самолета снизилась более чем на 600 кг.
То же самое и с крепежными деталями, меньший вес которых не мешает им переносить нагрузки такие же, как у крепежных деталей из стали. Меньшие центробежные напряжения дисков компрессоров по сравнению с дисками из других металлов — ещё одна заслуга бериллия. Тратится меньше энергии без изменения скорости вращения.
Для защиты сплавов из бериллия от коррозии внедряют методы анодирования. Это позволяет заметно повысить стойкость против окисления при повышенных температурах (жаростойкость).
Также нельзя не отметить, что бериллий благодаря своим свойствам хорошо поглощает тепло, и является гиперпроводником, хорошо проводя электрический ток при низких температурных условиях.
Александр Рыбаков
Источники использованные при написании статьи:
Ш.Я. Коровский «Летающие металлы»
Авиационный алюминий появился в начале 20 века. Его первыми производителем стал промышленный комплекс Германии. После этого металл стал набирать популярность, его научились производить в промышленных условиях. Единственным недостатком производства стал лишь небольшой объем выплавляемой продукции. Добиться большей плотности алюминия пытались многие ученые в самых разных странах. Выделился среди них физик из Германии Альфред Вильгельм. Перебирая во время опытом массу разнообразных элементов для присадки к алюминию в целях укрепления его прочности, неожиданно Альфред открыл «эффект старения» сплавов.
Данный «эффект старения» заключался в том, что металл становился намного прочнее, если воздействовать на него в течение длительного времени методом закалки. Новое открытие сразу же запатентовалось и внедрилось в производство. Так появился дюралюминиевый сплав, получивший широчайшее распространение в сфере авиации. Сплав состоял непосредственно из алюминия, к которому было добавлено 2,8% магния, 1,3% меди и 1% марганца.
Авиационный алюминий получил более краткое и популярное в кругах частого его использования название — авиаль. Авиаль относится к группе сплавов, принадлежащей системе алюминий-магний-кремний. Также в сплав включено небольшое количество других элементов. Открытие окончательной, усовершенствованной формы авиаля принадлежит ученым М. Гейлеру и Д. Хансону.
Состав авиационного алюминия
Позже авиационный алюминий стал обладателем еще одного названия — дюралюминий. К тому моменту его формула стала несколько отличаться. Здесь легирующими элементами выступили: медь, занимающая 4,5% от общей массы, магний (1,6%) и марганец (0,7%). Для данного сплава вывели типовое значения предела текучести, которое составляет 450 МПа. Но показатель может меняться зависимо от различия в составе и способа, применяемого для термообработки. Фирменным названием дюралюминия стал термин «дюраль». В русском языке этот термин употребляется не как фирменное название, а преимущественно в разговорном жанре или же в профессионально-жаргонном.
Авиационный алюминий марка — это понятие, представляющее собой определенную аббревиатуру, выражающую суть состава алюминиевого сплава. Алюминий типа «авиаль», в состав которого, как уже говорилось выше, входят магний и кремний, маркируются аббревиатурами АД, АМц, АЛ и АВ, если сплав с добавлением меди, тогда А8. Дюралюминиевые сплавы обозначаются Д, В. Авиационный алюминий, маркируемый аббревиатурой АВ отлично противостоит коррозийному воздействию, к тому же обладает повышенной пластичностью.
Сплавы АД также обладают повышенной коррозийной стойкостью, удовлетворительно свариваются, их можно обрабатывать с помощью резки. Резка осуществляется в состаренном или же закаленном состоянии. Кроме того, сплавы с аббревиатурой АД пригодны для использования во влажной среде, включая морскую воду. Интервал возможной эксплуатационной температуры составляет диапазон от -70 до +50 градусов Цельсия. Наиболее трудно поддаются пайке авиали с аббревиатурой АМц, а также сплавы АЛ2 (4), В95. Зато у этих сплавов более низкая температура плавления.
Свойства материала
Свойства авиационного алюминия обширны и разнообразны. На них оказывают немалое влияние другие металлические компоненты, которые входят в состав сплавов. Если авиаль содержит менее 0,3% железа, то на механические свойства сплава влияния оно не оказывает. Если же доля железа увеличивается до 0,5 — 0,7%, то свойства прочности и пластичности значительно снижаются. Но, вместе с тем, примесь из железа оберегает сплав от образования трещин при литье. Аналогичный эффект защиты от трещин вызывает добавка титана, только с ней пластичность и прочность увеличиваются.
Добавка цинка никак не влияет на общие свойства авиаля. Здесь следует отметить, что примесь цинка в сплаве совсем не значительна. Примесь меди, допустимая в размере до 0,1% от общей массы, также не влияет на свойства. Большее количество меди добавлять не рекомендуется, так как переизбыток этого материала может вызвать межкристаллитную коррозию. В целом, можно отметить, что основными свойствами авиационного алюминия являются высокая пластичность и неплохая антикоррозийная устойчивость.
Сферы применения
Применение авиационного алюминия, благодаря удачному сочетанию свойств, охватывает практически все отрасли техники. Сплавы АД33, АД31 и АВ широко используются в сфере строительства для изготовления самых разнообразнейших конструкций. Широко применяется авиаль, соответственно, в авиации. Из него изготовляются детали и конструкции для самолетов, лопасти вертолетов. Авиаль участвует даже в конструкциях оформления интерьера самолета.
Автомобильная промышленность использует авиационный алюминий для деталей кузовов и шасси автомобилей. В электротехнической сфере промышленности авиаль применяется в качестве материала для изготовления проводников — труб, профилей, шин. Не обошла вниманием такой материал и отрасль атомной промышленности. Здесь авиационный алюминий выступает в роли защитных оболочек твэл, которые располагаются в некоторых видах водоохлаждающих реакторов. Дополнительно стоит заметить, что дюралюминий достаточно часто применяется в криогенной технике, судостроительстве, при изготовлении железнодорожного транспорта и предметов бытового назначения.
Авиационный алюминий, цена которого достаточно высока, тем не менее, получил широкое распространение. Во многом этому обстоятельству благоприятствовал легкий вес металлического сплава, его пластичность и выведенные экспериментальным путем, показатели прочности. Авиационный алюминий обладает прекрасными механическими свойствами, он чрезвычайно устойчив к образованию коррозии, имеет высокие показатели усталостной прочности и ударной вязкости. Из авиаля легко получаются даже детали с достаточно сложной конструкцией, к примеру, лонжероны лопастей винтов вертолетов.