Previous Entry Share Next Entry
Авиационные марки сталей
glock
glockmeister
Постоянное совершенствование конструкций летательных аппаратов требовало непрерывного повышения прочности и удельной прочности (отношение прочности к плотности материала) при сохранении всех преимуществ сталей. Если в авиации до 1941 г. первый из этих параметров колебался от 800 до 1000 МПа, то сейчас - от 1300 до 2000. Впрочем, сложность проблемы заключается не столько в достижении таких показателей, сколько в обеспечении работоспособности выполненных из соответствующих материалов авиационных конструкций.
Дело в том, что повышение прочности сталей ведет к снижению их пластичности, вязкости, трещиностойкости и т.д. В связи с этим разработчики новых их разновидностей ведут непрерывный поиск компромиссов между повышением прочности и обеспечением надежности. В настоящее время в авиационной технике чаще всего применяют три группы высокопрочных сталей: конструкционные среднелегированные; коррозионностойкие; используемые для изготовления деталей, работающих в тяжелых условиях с повышенным трением и подвергаемых химико-термической обработке.
Но в любом случае появление таких материалов заставило пересмотреть принятые ранее подходы к конструированию и технологии изготовления деталей, так как все перечисленные стали обладают рядом специфических особенностей и существенно отличаются от созданных ранее и имевших среднюю прочность (до 1400 МПа). В частности, оказалось: нарушение технологического цикла их получения может приводить к преждевременному выходу из строя деталей, несмотря на полную доброкачественность металла. При этом очагами разрушения могут быть поверхностные или подповерхностные дефекты, полученные на различных стадиях изготовления полуфабриката, самой детали или конструкции целиком. Потому-то было очень важно разработать четкие организационно-технические мероприятия, включающие инструкции по термической и механической обработке деталей, защите от коррозии, сварке и т.д., что нами и было сделано в начале 60-х годов XX в. Кроме того, существенно изменился и подход к изделиям из высокопрочных сталей; основными требованиями к ним стали минимальная концентрация напряжений и высокая чистота поверхности.
Итак, новые стали заняли свое место в авиастроении, причем в зависимости от предела прочности из них изготавливают разные детали. Скажем, если этот параметр находится в пределах 1600-1800 МПа, то такой металл пригоден для производства силового набора планера (лонжероны, различные балки, рамы, оси и т.д.). А стали ВКС-8 (1800-2000 МПа) и ВКС-9 (1950-2100 МПа) незаменимы при изготовлении крупногабаритных сварных деталей (возможна электроннолучевая и аргонно-дуговая сварка) планера и шасси в машинах Конструкторских бюро им. Сухого, Антонова, Микояна, Камова. Мало того. Стали с пределом прочности выше 1950 МПа с успехом заменяют титановые сплавы, что позволяет при их одинаковой удельной прочности существенно уменьшить затраты на производство.
В последние десятилетия разработан новый класс высокопрочных, или так называемых мартенситностареющих сталей. Их прочность 1450-2500 МПа, они обладают уникальными физико-механическими и технологическими свойствами. Например, благодаря низкому содержанию углерода и азота имеют высокую пластичность, вязкость, сопротивление повторностатическим нагрузкам и коррозионному растрескиванию. Этот материал очень технологичен, т.е. заготовки, выполненные из него, после закалки можно подвергать различным видам холодной обработки давлением (раскатку обечаек, накатку резьбы и т.д.), без затруднений обрабатывать режущим инструментом, а затем повышать в два раза их прочность простой термической обработкой - старением (нагрев и охлаждение на воздухе) при относительно низких температурах.
Перечисленные преимущества мартенситностареющих сталей наиболее полно реализуются при изготовлении деталей сложной формы с малыми допусками (в том числе и прецизионных), подвергаемых химико-термической обработке . Металл такого класса нашел применение в тяжелонагруженных узлах истребителей МиГ-31 и МиГ-29, деталей узла поворота и шасси орбитального космического корабля многоразового использования "Буран" и др.
Дальнейшее развитие самолетостроения выдвинуло очередные требования к материалам. В первую очередь речь идет об истребителях, скорость которых опережает звук в 2,5-3 раза, так как для этого они должны преодолевать тепловой барьер - температуры в 280-300 о С, когда алюминиевые сплавы неприменимы. Мы сумели решить и эту задачу. Предложенные нами высокопрочные коррозионностойкие стали обладают всеми необходимыми качествами: высокой прочностью, пластичностью, вязкостью, высокими технологическими свойствами - их легко штамповать, сваривать. Последнее свойство позволяет обойтись без дальнейшей термообработки, и в результате можно создавать сложные, ажурные конструкции, скажем, несущие баки-кессоны, причем без помощи герметиков и клепки, ранее широко применяемых.
Основным материалом в цельносварных самолетных отсеках сверхзвуковых самолетов серии Ми Г стала коррозионностойкая сталь ВНС-2 с пределом прочности 1250- 1400 МПа. В виде листа и ленты ее применяют для обшивки и внутреннего набора, а также при изготовлении силовых деталей (прутки, поковки и т.д.).
Однако в процессе эксплуатации летательных аппаратов, в которых была использована сталь ВНС-2, выяснилось: она недостаточно пригодна в условиях влажного климата (скажем, Средиземноморья). Дальнейший поиск позволил нам получить новые стали ЭП817 (пруток) и ВНС-41 (лист). По своим механическим характеристикам и технологичности они соответствуют уже проверенной ВНС-2, а за счет новой системы легирования и оптимизации режима упрочняющего старения значительно превосходят ее по коррозионной стойкости, причем это касается как основных деталей, так и сварных соединений.
Наибольшее распространение из материалов этого класса получила сталь ВНС-5 с пределом прочности 1380-1600 МПа. Из нее изготавливают силовые детали планеров МиГ и Су, а также шасси гидросамолета Конструкторского бюро им. Бериева. Применяют ее и в гражданской авиации (широкофюзеляжный самолет Ил-86 и аэробус Ил-96) - при производстве высоконагруженных болтов для крепления двигателя к фюзеляжу
Еще один представитель этого класса металлов - сталь СН-2А с пределом прочности 1100-1300 МПа. Она прекрасно зарекомендовала себя как материал для силовых, в том числе крепежных деталей, а также воздушных и кислородных баллонов, которыми оснащены все виды самолетов, включая морскую авиацию. Важнейшая особенность таких баллонов - при пулевом поражении они не разлетаются на осколки.
Сейчас в авиационной и ракетной технике все большее распространение находит новый вид топлива - водород и его окислитель - жидкий кислород, имеющий температуру - 253 градуса. Для работы в таких условиях в нашем институте разработали специальные высокопрочные коррозионностойкие стали (ВНС-25, ВНС-49, ВНС-59) с пределом прочности 1000-1400 МПа при комнатной температуре и 1700-2100 при 20 К (-253 градуса). Этот металл успешно применяют в различных жидкостно-ракетных двигателях, в частности, в самом мощном из них в мире марки PD-170 конструкции КБ "Энергомаш". Детали из этого материала - корпуса насосов и регуляторов подачи горючего - составляют 50-60% от их массы.
В качестве конструкционных материалов, а также для изготовления деталей редукторов и агрегатов, подвергаемых химико-термической обработке, ныне широко применяют среднелегированные и коррозионно-стойкие стали. Объясняется это тем, что в результате долгих изысканий удалось предложить технологию, обеспечивающую сочетание необходимых свойств поверхностного слоя изделия (высокие твердость, износостойкость, сопротивление усталости) и его сердцевины (пластичность, вязкость, технологичность и др.). Так, для тяжелонагруженных, крупномодульных шестерен редукторов разработана сталь ВКС-7 с карбонитридным упрочнением, обеспечивающая после химико-термической обработки глубину упрочняющего слоя до 2,5 мм и твердость больше 60 HRC, что обеспечивает высокую контактную выносливость при рабочих температурах до 250С (пока таких аналогов нет).
Отдельный разговор о вертолетах. Для них в нашем институте создана высокопрочная (до 1300 МПа), износостойкая, теплопрочная сталь ВКС-10. В отличие от серийных отечественных и зарубежных аналогов, работающих при температуре до 250 градусов, она выдерживает 450 градусов. Ее применение обеспечивает передачу больших крутящихся моментов, при которых в зоне контакта зубьев происходит локальное повышение температуры, и даже при нарушении подачи масла работа редуктора может продолжаться в течение 2 ч без аварии.
Все вышесказанное свидетельствует: в авиастроении сталь традиционно остается основным материалом, хотя и она, как, впрочем, и другие творения рук человеческих, требует дальнейшего совершенствования.
Сопротивление усталости характеризуется пределом выносливости - наибольшим напряжением, которое может выдержать материал без разрушения при заданном числе циклических воздействий.

Член-корреспондент РАН Е. М. КАБЛОВ, генеральный директор ГНЦ РФ Государственного предприятия "ВИАМ", доктор технических наук А. Ф. ПЕТРАКОВ, главный научный сотрудник того же центра
http://kocmi.ru/letatelnym-apparatam-vysokoprochnye-stali.html
------------------
Себе в копилку на память.
В оружейном разрезе, прямым аналогом часто используемой за рубежом 4130,является наша 30ХМА.
Но ассортимент проката невелик, поэтому можно использовать близкие по хар-кам 38ХМА или 40ХН.
Из авиационных интересно было бы посмотреть на ВНС-2, но она скорее всего дорогая и сверлится плохо.
Вообще, нельзя не отметить,что со сталями,которые "сверлятся хорошо", у нас беда.
Ребята с Орсиса намучились,пока нашли подходящую марку стали на стволы винтовок для армии.

  • 1
зато с разработкой броневых сталей у нас хорошо.

44С-св-Ш говорят сейчас ориентир для конкурентов. Кстати точечные негласные санкции вроде сразу полетели именно на её производителей и разработчиков.

Ты кстати задавался вопросом какие стали на 2А83?

Edited at 2017-08-21 08:15 am (UTC)

где я,а где танковые пушки...

Раньше для морской артиллерии использовали 40ХН3МФА, только с индексом Ш по моему.
Вполне могли танковую пушку сделать и из нее.

в авиацию ты же лезешь с интересом, че как.

Ну современные танковые пушки в отличии от современных морских не нарезные, есть разница конечно, но я думаю, что у морских свои не совпадения по процессам с высокоточной - они охлаждаются подачей морской воды и рассчитаны на стрельбу сериями. То есть они большой пулемет, а не снайперка.

Я почему тебе на танковые указал - по ним сейчас прогресс есть, параметры повышают, износостойкость, давление и тп. Наверняка в части составляющих новые пороха, новые стали и методы обработки.

Ну и пушка "Коалиции" тоже наверняка близка, но это опять же не снайперка - модульное заряжание и вполне возможно в основном корректируемые боеприпасы для работы на большую дальность.

пост не столько про авиацию,сколько про марки сталей интересные
Про ВНС-2 я впервые прочитал,когда интересовался, как изготавливали пилотажные су-26 и су-29.
И опять же - строить самолеты я не собираюсь, мне интересно, какие еще марки сталей, кроме традиционных 50РА,30ХН2МФА и 30ХРА можно применять в оружейке. Особенно если речь о нержавеющих т.к. в отечественной школе с этим есть пробел.

ну я тебя не подталкиваю задавить конкуренцией по танкам Ростех:))
просто подсказываю поинтересоваться марками тамошних сталей.

Просто авиация куда ты полез смотреть или например глубоководные подводные аппараты от "Рубина" и "Малахита" требуют сталей с другими условиями работы чем оружейка.
От последних - Руб. и Мал. кстати тянется своя цепочка НИИ по сталям.

ты все знаешь, ты все видел=)
Подскажи, не в курсе того,чем закончилась тематика с двигателями Агат для легких ЛА и БПЛА?
В 2017 году хотели опытную партию изготавливать и тишина...

Их пытались делать две конторы, Ярославский завод и небольшое рыбинское ООО.

не издевайся, у меня не карманного масштаба bmpd же:))

читал пару статей про эти двигатели, что с темой сейчас не в курсе, кто ей занимается и тп.
Но могу предположить, что ровно тот же набор проблем с малыми поршневыми двигателями, что и у ОДК-Сатурн:

Поршневые двигатели

Касаясь работ ОДК по поршневым двигателям, в том числе для беспилотников, И.Федоров сказал, что Россия в разработке и производстве поршневых двигателей, которые сейчас востребованы для беспилотников, сильно отстала от ведущих компаний мира. На сегодня потеряны кадры, работавшие по поршневым двигателям, потеряны технологии, и для организации в России производства поршневых двигателей надо покупать лицензии, обучать специалистов и развивать этот тип двигателей. Следует помнить, что моторостроение для авиации в нашей стране во многом начиналось с лицензионного производства.

http://www.npo-saturn.ru/?rssid=1373900471&sat=7&slang=0

кушайте не обляпайтесь

Edited at 2017-08-21 06:58 pm (UTC)

в одной цитате - все и сказано=//

это цитата 2013-2014 года. С тех пор из всех тем "Сатурна" это походу самая мертвая. На память по отчетам по этой теме никакого движняка.

Роту юнармейцев нужно при Сатурне или при Климова или в Омске организовать, авось заинтересуются и когда подрастут двинут в массы импортозамещенный оточественный Black Hornet из кетайских комплектующих

ерунда все это
нужно купить лицензию вот на это
http://www.aviagamma.ru/915is.html
и вот на это
http://www.aviagamma.ru/912s.html

а также приобрести опытную партию и по результатам эксплуатации приобрести лицензию вот на это
https://www.youtube.com/watch?v=jF6QrERHTq0
-------
Кто бы этим занимался бы.

А все эти юнармии, росгвардии, и прочее - это от лукавого.

На Армию 2017 едешь?

Никуда я не еду.

По теме - нужен петух в хорошем смысле слова. Жаренный. Чтобы клюнул в одно место. Как с морскими ГТД и ГТА большой мощности после Сименс. Щоб пиздюли прилетели с самого верха и вот тогда нерешаемые задачи с соплями, скрипом, опозданиями и повторными пиздюлями будут выполнены. Осталось за малым заинтересовать самого...

Edited at 2017-08-21 07:32 pm (UTC)

Щас посмотрел... а почему негласные ? Гефест-М вроде как под санкциями.
А он торгует как раз многими марками спецсталей и сплавов.

Что-то полезное увидел? По гласным/негласным могу быть и не точным.

>Но ассортимент проката невелик, поэтому можно использовать близкие по хар-кам 38ХМА или 40ХН.

КрЫзис животворящий не помог?
Как мне сказали "на другом свечном заводике", если раньше производитель говорить о партиях меньше десятка тонн вообще не хотел, то сейчас и полтонны с нужными характеристиками готовы варить.

А причем здесь кризис ?
Производство то не пошло в гору семимильными шагами, соответственно и с прокатом все также.

В таких вопросах хорошо ориентироваться на заказы крупных игроков и уже к их плавкам писать свои заявки.

По пол тонны вряд ли, а от одной тонны вполне могут и сварить.

Но сварить сталь - пол дела,ее ведь надо еще прокатать.

  • 1
?

Log in

No account? Create an account