Cтраница 1
Боралюминий производится в виде листов, получаемых сваркой плазменнонапылешшх монослойных листов и лент. Если материал обрабатывается при температуре свыше 510 С, например, для сварки, то требуются волокна Борскк ( Ham Iton Standard Div. [1]
Боралюминий часто применяется в виде разнонаправленно армированных панелей. В связи с этим весьма важно знание значений модуля упругости по направлениям укладки волокна. [2]
Однонаправленно упрочненный боралюминий может рассматриваться как ортотропный материал, проявляющий изотропию в поперечном направлении, выражающуюся через пять независимых упругих констант. Однако боралюминий часто применяется в виде набора монослоев, представляющих элементы конструкций со сложной укладкой. В этом случае он рассматривается как тонкий ортотропный слой, находящийся в плоско-напряженном состоянии, описываемом только четырьмя независимыми упругими константами. Этими константами являются осевой модуль упругости Ellt поперечный модуль упругости 22 основной коэффициент Пуассона v12 и плоскостной модуль сдвига Giz. [3]
Соединение боралюминия с титаном может надежно работать при комнатной температуре и значительных нагрузках, составляющих 50 % от прочности на разрыв, выдерживая более 10е циклов. [4]
Гибка боралюминия, когда ось изгиба перпендикулярна волокнам, вызывает часто разрушение волокон в результате действия растягивающих напряжений во внешних слоях листа. Использование специальных прокладок позволяет производить операцию гибки в условиях, когда все слои материала испытывают сжимающие напряжения. [5]
Для боралюминия отмечено сильное коррозионное воздействие на поверхности раздела волокон с матрицей, возможно из-за образования боридов алюминия в проецессе изготовления материала. Отмечено также равномерное растворение алюминиевой матрицы с поверхности; питтинговой коррозии не обнаружено. [6]
Преимуществом боралюминия по сравнению с полимерными композиционными материалами является более высокая прочность в направлениях, отличных от направления укладки волокон. Прочность боралюминия в поперечном направлении и прочность при сдвиге может быть равна прочности алюминия или сплавов на его основе и значительно превышать прочность, достигаемую в материалах с полимерной матрицей. [7]
Изготовление боралюминия литейными методами усложняется из-за описанного выше разупрочнения, а также из-за обычных технологических трудностей, связанных с получением тонкостенных алюминиевых отливок. Из-за взаимодействия между борным волокном ( с покрытием или без него) с расплавленным алюминием процесс, проводимый Кэмехортом [16], длился менее 1 с и ограничивался получением небольших прядей, имеющих после пропитки высокую прочность. Это, по-видимому, связано со сложностью введения большого количества хрупких волокон в алюминиевый расплав и сохранения между ними необходимых расстояний. [8]
Использование боралюминия для локального упрочнения или повышения жесткости металлических конструкций также требует точного знания упругих констант материала, поскольку от отношения модулей упругости материалов, входящих в состав конструкции, зависит распределение нагрузки между ее элементами. [9]
Поведение боралюминия при растяжении в осевом направлении определяется, главным образом, свойствами упрочняющих волокон и их содержанием в композиционном материале. Предел прочности при растяжении в направлении укладки волокон и деформация до разрушения определяются в основном свойствами волокон, и только характер кривых напряжение - деформация может незначительно изменяться в зависимости от свойств матрицы и характера остаточных напряжений. [10]
Свойства боралюминия в поперечном направлении весьма важны с точки зрения его практического применения. [11]
Для изготовления боралюминия применяют также электролитическое формование, методы порошковой металлургии, литье и сочетание процессов намотки волокна с плазменным напылением и спеканием. [12]
Вторичная обработка боралюминия включает технологические операции, осуществляемые с основными видами полуфабрикатов из композиционных материалов, такими, как плоские плиты, стержни и трубы. К ним относятся такие процессы, как формоизменение, соединение, механическая обработка и термообработка. Эти процессы обычно осуществляются на предприятиях, изготовляющих готовые детали. Поскольку боралюминиевый материал нашел в основном применение в авиационной промышленности, большая часть этих работ производится на авиационных заводах. [13]
Поскольку соединение боралюминия с металлом работает на сдвиг аналогично мещсдойному сдвигу самого композиционного материала, для получения таких соединений требуются технологические приемы, применяемые и при изготовлении этого материала. Наличие больших размеров соединяемых поверхностей делает невозможным применение флюса из-за трудностей, связанных с последующим его полным удалением. [14]
Диффузионная сварка боралюминия с боралюминием, бор-алюминия с листовым алюминием или боралюминия с титаном осуществляется по технологическим режимам и на оборудовании, применяемом для изготовления композиционного материала, описанном выше. При этом в высокопрочных соединениях может быть достигнута прочность, равная прочности на срез матрицы. Поскольку для сварки алюминия с алюминиевыми или титановыми сплавами требуются высокие давления, процесс изготовления изделий сложной формы менее пригоден и более дорог по сравнению с пайкой твердым припоем, тем не менее он применялся при изготовлении вентиляторных лопаток турбовентиляторного двигателя для соединения боралюминиевого пера лопатки с титановыми накладками в замковой части. [15]