Характеристики авиационных материалов

Характеристики стали.

Сталь имеет следующие преимущества:

- высокий модуль упругости;

- высокий модуль текучести;

- высокую прочность на растяжение

(в 3 раза выше, чем у Al)

За последнее время материаловедение сталей стало применять сталь, имеющую высокопрочную коррозионную стойкость, удовлетворяющая требованиям:

хорошая свариваемость (сварка без последующей термообработки);
хорошая штампуемость (горячая/холодная);
отсутствие поводок после термообработки.

Особые достоинства при полете, M>1:

высокая жаропрочность
высокая жаростойкость (против химического разрушения)
стойкость к коррозии

Основной недостаток ВЫСОКИЙ ВЕС

Характеристики Al.

Достоинства:

высокая удельная прочность =γ

хорошая работа при высокой температуре
легкость обработки путем штамповки, прессования, литья и т.д.
высокая коррозионная стойкость

Недостаток НЕВЫСОКАЯ σ_в

Характеристики Mg

Достоинства:

легкий конструкционный материал, приминяемый в производстве самолетов
отлично обрабатывается резаньем, упрочняется термообработкой, возможна обработка давлением
хорошие литейные свойства

Недостатки:

малая коррозионная стойкость (особенно в соленной воде)
недостаточно пластичен при обработки давлением.

Характеристики Ti

Достоинства:

высокая удельная прочность

хорошая коррозионная стойкость
высокая жаропрочность (плотная оксидная пленка)

Недостатки:

термообработка в ваккуме
Сложность получения титана из руды

Характеристики неметаллов

1. Пластик (используется в интерьере самолета).

Состав:

· пенопластик

· термоакустическая стойкость

· жесткий компонент

Полиамиды – синтетические полимеру, второго поколения, медленно стареют

2. Керамика (напыление, лопатки турбин, крепижи турбин)

3. КМ – представляют собой комбинацию основы (металлическая (Al, Mg), неметаллическая (углепластик, стекловолокно)) и связующего (чаще всего используются смолы). ДОСТОИНСВА: можно создать любую конструкцию (с любой прочностью и любой конфигурацией), варируя основой, а так же углом наклона волокон.

Авиационные материалы	Металлические материалы	Неметаллические материалы
Наименование	Стали	Al-сплавы	Mg-сплавы	Ti-сплавы	Пластик	Керамика	КМ
Прочностные характеристики	(+)высокий модуль упругости, высокий предел выносливости, высокий предел прочности, жаростойкость, жаропрочность, коррозионная стойкость	(+)высокая удельная прочность, жаростойкость, коррозионная стойкость (-)невысокий модуль прочности	(+\-) коррозионная стойкость (-)недостаточно пластичен	(+)жаропрочность, жаростойкость, коррозионная стойкость	(+)огнестойкость, высокий срок службы (при температурах меньше 300 градусов)	(+)повышение прочности при напылении на конструкцию и турбины	(+)обеспечение достаточной прочности, понижении чувствительности к концентратам напряжения, отличная коррозионная стойкость
Влияние на массу	Повышение массы	меньший вес конструкции	меньший вес конструкции	Стоит между алюминиевыми и стальными конструкциями	Маленький вес	Не приводит к серьезному увеличению	Маленький вес, увеличение ресурса
Элементы конструкции, использующие эти материалы	Лонжероны: крыла, оперения, фюзеляжа. Стойки шасси. Пояса силовых нервюр и шпангоутов	Обшивка стрингерной панели, стрингеры, продольные стенки, несиловые нервюры, кронштейны,	Стрингеры, обшивка и т. д.	Детали каркаса, лонжероны: пояса и стенки, фитинги, накладки. В конструкции стойки шасси: траверс, стойка, подкосы.	Элементы интерьера салона, кабины пилотов и бытовых помещений.	Элементы конструкции двигателя: лопатки компрессора и турбины.	Обшивка: панели со стрингерами и поясами нервюр. Части агрегатов: носок, законцовка, отклоняемые поверхности крыла и оперения.