Главная    Почта    Новости    Каталог    Одноклассники    Погода    Работа    Игры     Рефераты     Карты
  
по Казнету new!
по каталогу
в рефератах

Алюминий-литиевые сплавы



 Другие рефераты
Акустические резонаторы Альтернативные источники энергии Античастицы Архимед

Киев-2001.

Алюминий-литиевые   сплавы   являются   новым   классом   широко   известных
алюминиевых систем  и  характеризуются  прекрасным  сочетанием  механических
свойств:  малой  плотностью,  повышенным  модулем  упругости  и   достаточно
высокой  прочностью.  Это  позволяет  создавать  аэрокосмическую  технику  с
меньшей  массой,  что  даёт  возможность   экономии   горючего,   увеличения
грузоподъемности и улучшения других характеристик летательных аппаратов.
   Алюминиевые сплавы, легированные литием, относятся к  стареющим  системам
и отличаются сложностью фазовых и  структурных  превращений  в  процессе  их
термообработки. Эти изменения оказывают сильное  влияние  на  характеристики
трещиностойкости,   вязкости   разрушения,    коррозионной    стойкости    и
сопротивления  циклическим  нагрузкам.  Поэтому  их  понимание  представляет
большое научное и практическое значение.
   Перечислю кратко основные свойства сплавов Al-Li.  Увеличение  содержания
лития уменьшает  плотность  алюминия.  Добавки  лития  в  пределах  твердого
раствора приводят к непрерывному увеличению удельного сопротивления.  Модуль
упругости  алюминия  возрастает  с   увеличением   содержания   лития.   При
максимальной  растворимости  лития  в  твердом  растворе  модуль   упругости
составляет 8000кГ/мм2. Увеличение  содержания  лития  приводит  к  повышению
прочностных характеристик алюминия. При содержании  лития  до  2%  прочность
сплавов возрастает без  снижения  пластичности,  при  дальнейшем  увеличении
содержания лития пластичность резко снижается. Литий  при  концентрациях  до
0,8% сообщает алюминиевым сплавам повышенную  стойкость  к  коррозии,  более
высокую, чем у чистого алюминия.
    В  данной  работе  я  хочу  остановиться  на  рассмотрении  промышленных
алюминий-литиевых сплавах. Рассмотрим сначала их общую характеристику.
   Повышенный  интерес  к  легированию  алюминиевых  сплавов  литием,  самым
легким из металлов с плотностью ~ 0,54 г/см3,  обусловлен  тем,  что  каждый
процент лития снижает плотность алюминия на 3%,  повышает  модуль  упругости
на 6% и обеспечивает в сплавах значительный эффект упрочнения после  закалки
и искусственного старения.
   К настоящему времени создан  целый  класс  сплавов  пониженной  плотности
различного назначения;
   сплавы для изготовления сварных конструкций;
   высокопрочные сплавы для замены сплавов системы Al-Zn-Mg-Cu типа В95;
   сплавы с высокой трещиностойкостью для замены сплавов  типа  Д16  системы
Al-Cu-Mg;
   жаропрочные сплавы.
   На базе системы Al-Mg-Li разработан оригинальный  сплав  1420.  Он  самый
легкий  (плотность  2,47г/см3),   коррозионностойкий,   свариваемый,   имеет
сравнительно высокую (по  сравнению  с  предыдущими  сплавами)  прочность  и
повышенный модуль  упругости  (7500  кГ/мм2).  Сплав  закаливается  как  при
охлаждении в  воде,  так  и  на  воздухе.  Механические  свойства  сплава  в
процессе старения при 200С не изменяются, что  позволяет  легко  производить
всевозможные технологические операции по деформации в закаленном  состоянии.
Этот  сплав  относится  к  среднепрочным  и  широко  применяется  в  сварных
конструкциях, обеспечивая снижение массы до 20-25% при  повышении  жесткости
до 6%. Также из этого сплава изготовляют  плиты,  панели,  профили,  прутки,
листы (в состоянии Т1 (см. ниже)).
   С  целью  повышения  прочностных  свойств,  особенно  предела  текучести,
предложены модификации сплава 1420  (1421  и  1423),  которые  дополнительно
легированы скандием и различаются лишь содержанием магния.
   Высокопрочные сплавы 1450 и1451 системы Al-Cu-Li характеризуются  высокой
прочностью не только при комнатной, но  и  при  повышенных  температурах,  а
также обладают  хорошей  коррозионной  стойкостью.  При  замене  сплава  В95
сплавами  1450  и  1451  (последний   предназначен   главным   образом   для
изготовления  листов)  масса  конструкции  может  снизиться  на  8-10%   при
повышении жесткости до  10%.  Высокой  жаропрочностью  при  температурах  до
2250С обладает сплав ВАД23, дополнительно содержащий марганец и кадмий.
   Для замены сплавов типа  Д16  на  базе  системы  Al-Mg-Li-Cu  разработаны
сплавы 1430 и 1440 с более низкой (на ~ 8%) плотностью, повышенным (на  10%)
модулем  упругости  и  достаточно  высокой  трещиностойкостью.  Сплав   1430
отличается  от  сплава  1440  повышенной  (в  1,5-2  раза)  пластичностью  и
несколько уступает ему по характеристикам малоцикловой усталости.
   Интенсивные работы по созданию алюминий-литиевых сплавов велись  также  в
США, Великобритании и Франции. В середине 80-х годов появились  сплавы  2090
системы Al-Cu-Li, 2091 системы Al-Cu-Li-Mg, 8090 и 8091 системы  Al-Li-Cu-Mg
 и публикация состава сплава Navalite системы Al-Mg-Li-Cu.
   Сплавы 2090 (аналог отечественного сплава 1450)  и  8091  предложены  для
замены высокопрочных сплавов типа 7075 (отечественные сплавы типа  В95),  по
сравнению с которыми они имеют пониженную на 8-10%  плотность  и  повышенный
модуль упругости.
   Сплавы 8090 (аналог отечественного сплава 1440), 2091 и Navalite  (аналог
сплава  1430)  рекомендованы  для  замены  сплавов   средней   прочности   с
повышенной  трещиностойкостью  типа  2024  и  2014  (типа  Д16  и  АК8),  по
сравнению с которыми они имеют пониженную (на ~ 8%) плотность  и  повышенный
(на ~ 10%) модуль упругости.
   Химический состав (основных легирующих и примесных  элементов)  алюминий-
литиевых сплавов приведен в таблице 1.
  ТАБЛИЦА 1. Химический состав, плотность ?n и модуль упругости Е алюминий-
                              литиевых сплавов
|Марка    |Массовое содержание элементов, %          |?, |Е, |
|сплава   |                                          |г/с|ГПа|
|         |                                          |м3 |   |
|         |Li   |Mg   |Cu   |Zr   |Sc   |Fe   |Si   |   |   |
|         |     |     |     |     |     |     |(не  |   |   |
|         |     |     |     |     |     |     |более|   |   |
|         |     |     |     |     |     |     |)    |   |   |
|1420     |1,8-2|4,5-6|-    |0,08-|-    |0,2  |0,15 |2,4|76 |
|         |,3   |,0   |     |0,15 |     |     |     |7  |   |
|1423     |1,8-2|3,2-4|-    |0,06-|0,10-|0,15 |0,10 |2,5|77 |
|         |,2   |,2   |     |0,10 |0,20 |     |     |0  |   |
|1430     |1,5-1|2,3-3|1,4-1|0,08-|-    |0,15 |0,10 |2,5|79 |
|         |,9   |,0   |,8   |0,14 |     |     |     |7  |   |
|1440     |2,1-2|0,6-1|1,2-1|0,10-|-    |0,15 |0,10 |2,5|80 |
|         |,6   |,1   |,9   |0,20 |     |     |     |6  |   |
|1450     |1,8-2|?0,2 |2,7-3|0,08-|-    |0,15 |0,10 |2,6|79,|
|         |,3   |     |,2   |0,16 |     |     |     |   |5  |
|1451     |1,5-1|?0,2 |2,7-3|0,08-|-    |0,15 |0,10 |2,6|78,|
|         |,8   |     |,2   |0,16 |     |     |     |3  |5  |
|ВАД23    |0,9-1|-    |4,8-5|0,4-0|0,1-0|0,3  |0,2  |2,7|76 |
|         |,4   |     |,8   |,8 Mn|,25  |     |     |2  |   |
|         |     |     |     |     |Cd   |     |     |   |   |
|8090     |2,2-2|0,6-1|1,0-1|0,04-|-    |0,30 |0,2  |2,5|79,|
|         |,7   |,3   |,6   |0,16 |     |     |     |4  |5  |
|8091     |2,4-2|0,5-1|1,6-2|0,08-|-    |0,50 |0,3  |2,5|80 |
|         |,8   |,2   |,2   |0,16 |     |     |     |6  |   |
|2090     |1,9-2|0,25 |2,4-3|0,08-|-    |0,12 |0,1  |2,5|80 |
|         |,6   |     |,0   |0,15 |     |     |     |9  |   |
|2091     |1,7-2|1,1-1|1,8-2|0,04-|-    |0,30 |0,2  |2,5|78 |
|         |,3   |,9   |,5   |0,16 |     |     |     |7  |   |
|Navalite |1,6-2|1,7-3|0,9-1|0,14 |-    |-    |-    |-  |-  |
|         |,8   |,9   |,4   |     |     |     |     |   |   |

Отечественные сплавы  несколько  отличаются  от  соответствующих  зарубежных
аналогов  по  содержанию  основных  легирующих  элементов  и  дополнительным
комплексным   микролегированием.   Кстати,   за    рубежом    нет    аналога
отечественному сплаву 1420. Это объясняется  значительными  трудностями  при
плавке  и  литье  сплавов  системы  Al-Mg-Li.   Поэтому   зарубежные   фирмы
сосредоточили свои усилия на разработке и освоении более  технологичных,  но
менее плотных, чем 1420, сплавов систем Al-Cu-Li и Al-Cu-Li-Mg.
   В процессе освоения промышленного производства полуфабрикатов  из  сплава
1420 у нас были решены сложные технологические проблемы, характерные  и  для
других алюминий-литиевых сплавов, обусловленные:
   присутствием химически активных элементов – лития и магния;
   высокой степенью легирования, достигающей 14% (атомное содержание);
   сильной  локализацией  деформации  в  полосах  скольжения  и  интенсивным
упрочнением с резким  уменьшением  пластичности  при  холодной  пластической
деформации;
   отсутствием режимов смягчающего отжига, обеспечивающего  разупрочнение  и
повышение   пластичности   до   уровня,   необходимого   для   осуществления
значительной холодной деформации;
   пониженной пластичностью и вязкостью разрушения  в  высотном  направлении
массивных полуфабрикатов.
   Большое внимание было уделено таким вопросам:
   уменьшение газосодержания в сплаве;
   повышение чистоты по таким примесям, как Na, K, Fe, Si;
    отработка  технологии  получения  полуфабрикатов  с   регламентированной
микроструктурой,  включая  листы  с  ультрамелкозернистой   структурой   для
сверхпластичной формовки;
 отработка технологии сварки плавлением,  обеспечивающей  высокие  ресурсные
характеристики.
    Из  алюмимний-литиевых  сплавов  изготавливают  практически   все   виды
полуфабрикатов – прессованные,  штамповки, плиты, листы.
   Теперь рассмотрим влияние различных  факторов  на  свойства  промышленных
сплавов Al-Li.
Работоспособность алюминий-литиевых  сплавов  определяется  главным  образом
такими ресурсными характеристиками, как скорость  роста  трещины  усталости,
коэффициент  интенсивности  напряжений  в   вершине   трещины   (Кс,   К1с),
малоцикловая   усталостная   долговечность,   сопротивление    коррозионному
растрескиванию
123
скачать работу


 Другие рефераты
Джоан Вайолет Робинсон
Тенденции развития филармонического искусства в современной России
Мәдениет және өркениет
Қаратау басындағы Қатынқамал үңгірі

°C

 

Отправка СМС бесплатно

На правах рекламы


     ZERO.kz          
 
Модератор сайта RESURS.KZ