Cтраница 2
Возможность применения боралюминия в авиакосмической технике обусловлена его высокой жаропрочностью и высоким сопротивлением ползучести, определяющими эффективность и стабильность, например, таких деталей, как лопатки вентиляторов двигателей. Поведение боралюминия при высоких температурах в течение длительного времени более сложно по сравнению с поведением большинства монолитных материалов из-за происходящих в нем изменений характера остаточных напряжений, взаимодействия между волокном и матрицей и процессов, протекающих отдельно в каждом из компонентов. Образцы композиционного материала имеют максимальное значение свойств в том случае, когда направление приложенной нагрузки совпадает с направлением укладки волокон. Свойства композиционных материалов под углом к направлению укладки волокон резко падают с увеличением угла из-за возрастающей роли беспрепятственного сдвига матрицы. [16]
Усталостные свойства боралюминия очень высоки, что является одним из основных преимуществ этой системы, позволяющих рекомендовать ее для применения в конструкциях. [17]
Такая способность боралюминия предотвращать распространение трещины в направлении, перпендикулярном оси волокна, может оказаться одной из важнейших характеристик материала при его практическом применении. Она подобна работе стрингеров, применяемых для сдерживания распространения трещины в плоских конструкциях. [18]
Предел прочности на срез боралюминия также значительно ниже теоретического значения. Согласно последним сообщениям, использование борного волокна диаметром 0 14 мм вдвое увеличивает прочность на срез боралюминия. Это происходит, по-видимому, из-за того, что волокна бора диаметром 0 14 мм достаточно прочны и лучше противостоят продольному расщеплению, чем волокна диаметром 0 10 мм. [19]
Чаще всего для изготовления боралюминия используют метод твердофазного горячего прессования, в связи с этим в качестве матрицы наиболее пригодны деформируемые сплавы. [20]
Диаграмма напряжение - деформация боралюминия в продольном направлении может быть представлена как сумма кривых напряжение - деформация, матрицы и совокупности армирующих упругих волокон. [21]
![]() |
Конструктивное решение ушка крепления шпангоута, расположенного на отметке 770.| Типовая рама из эпоксидного боропла-стика. [22] |
Крепление концевых элементов из боралюминия к стенке - механическое. [23]
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. [24]
Очень высокого качества отверстия в боралюминии получаются при использовании ультразвуковой и электроэрозионной прошивки. При электроэрозионной прошивке совершенно не разрушаются волокна, при ультразвуковой разрушение волокон незначительно. [25]
Разработано несколько технологических процессов пайки боралюминия. Паяные соединения, полученные этим методом, способны работать при температурах до 315 С. Было опробовано несколько припоев для низкотемпературной пайки. [26]
Значительно легче осуществляется процесс формообразования боралюминия с перекрестным расположением волокон, если ось изгиба не перпендикулярна к одному из направлений волокон. Наличие пластичной матрицы, обеспечивающей деформацию скольжением, использование металлических прокладок для смещения нейтральной оси позволяют достичь критического радиуса до пяти толщин деформируемого материала. Основными факторами, определяющими величину критического радиуса, являются температура формообразования ( 450 С и выше) [222], время выдержки под давлением и скорость охлаждения. Последние два фактора определяют величину угла пружинения материала. [27]
Существует несколько технологических методов изготовления боралюминия. Это диффузионная сварка пакета из чередующихся слоев алюминиевой фольги и волокон бора под давлением, пропитка пучка волокон бора жидким металлом, плазменное напыление алюминиевой матрицы на монослои этих волокон, уложенных на поверхности вращающегося барабана. [28]
В табл. 1 приведены свойства боралюминия в сравнении со свойствами боропластика, высокопрочного углепластика и высокопрочного титанового сплава Ti - 6 % А1 - 4 % V. Эти свойства определены для материалов с однонаправленной укладкой волокон, а также для материалов с псевдоизотропной укладкой. [29]
Было установлено, что прочность боралюминия при сжатии равна или выше его прочности при растяжении. Однако указывалось, что прочность при сжатии сильно зависит от методики испытания, а также от применяемого критерия разрушения. Сообщалось, что предел прочности при осевом сжатии труб из композиционного материала борсик - алюминий 6061, полученных методом непрерывного литья, достигал 178 кгс / мм2 [1], в то время как предел прочности при сжатии того же материала, но полученного методом диффузионной сварки [53] был равен 218 кгс / мм2, причем разрушение происходило в результате размочаливания концов образца. Указанное значение прочности при сжатии равно примерно удвоенной прочности при растяжении образца из того же материала. Прочность образцов, сжимаемых под углами 30, 60 и 90 к оси укладки волокон, также превышает их прочность при растяжении. [30]