Новый жаропрочный материал для ядерной энергетики Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

Для изготовления лонжеронов лопастей винтов вертолетов, подвергающихся значительным знакопеременным нагрузкам, предлагается высокопрочный стеклотекстолит на основе высокомодульного стекловолокна и модифицированного эпоксидного связующего. Этот материал имеет предел прочности при растяжении 1200 МПа и усталостную прочность 240 МПа (на базе 107 циклов). Для увеличения жесткости лонжерона перспективным является применение гибридных стеклоуглепластиков, состоящих из стеклопластика и углепластика на основе соответствующего связующего.

В настоящее время осваивается новый класс материалов на основе расплавного связующего, проводятся совместные работы с ОАО «МВЗ им. М.Л. Миля» по внедрению на ОАО «Роствертол» нового расплавного связующего ВСР-3М для изготовления лопастей вертолетов, что обеспечит более высокие технологические и эксплуатационные характеристики, повышенный ресурс работы лопастей. Жизнеспособность препре-га на основе этого связующего позволяет использовать препреги в течение 90 суток с момента их изготовления с последующим автоклавным формованием. Пластики на основе связующего ВСР-3М обладают высоким уровнем прочностных свойств в диапазоне температур от -60 до +120°С, низким водопоглощением, изготовляются по экологически чистой расплавной технологии.

Стеклопластик ВПС-31 паспортизован, однако необходимо отработать технологии изготовления связующего, препрегов и резки препрегов на ленты требуемой ширины в серийном производстве. Осуществляются поставки указанного материала для опытных работ (ОАО «МВЗ им. М.Л. Миля», ОАО «Роствертол»). Отработаны и освоены современные методы контроля готовой продукции: ДСК, ДМА, ИРЬС, ГО., ТМА. Проведены исследования серийных лонжеронов: выявлены причины повышенной деформации в вертикальной плоскости (свеса) лопастей после эксплуатации в условиях влажного тропического климата. Исследованы свойства лонжерона из стеклопластика ВПС-31 после термоциклических испытаний.

Есть все основания утверждать, что творческий союз ОАО «МВЗ им. М.Л. Миля», ОАО «Роствертол», ОАО «Вертолеты России» и ФГУП «ВИАМ» приведет к высоким достижениям в создании новых образцов вертолетной техники.

УДК 669.018.44

Б.С. Ломберг, Е.Д. Яковлев*

НОВЫЙ ЖАРОПРОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ

В этом году Всероссийский институт авиационных материалов («ВИАМ») празднует свой 80-летний юбилей.

За долгие годы своего развития ФГУП «ВИАМ» стал признанным лидером в Российской Федерации и за рубежом в области создания материалов, в том числе высокожаропрочных никелевых сплавов, для многих отраслей промышленности.

С особым удовлетворением отмечаем сложившееся в последнее десятилетие успешное сотрудничество ФГУП «ВИАМ» и ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ» при создании материалов для новых конструкций ядерной энергетики.

Ключевые слова: жаропрочные свариваемые сплавы, конструкции ядерной энергетики.

*ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ».

Примером тесного плодотворного сотрудничества наших предприятий в последние годы может служить участие специалистов ВИАМ в выполнении правительственной задачи по созданию во ВНИИЭФ нового типа изделия, к материалу которого были предъявлены высокие требования по сопротивлению высокотемпературной ползучести, возможности сварки в состаренном состоянии при хорошей технологичности сплава.

Всем этим требованиям отвечает разработанный в ВИАМ оригинальный свариваемый жаропрочный сплав ВЖ159, отличающийся структурной стабильностью, высокой жаростойкостью и термостойкостью, а также механическими свойствами, превышающими свойства серийных аналогов (см. таблицу).

Механические свойства свариваемых жаропрочных сплавов

Сплав 100(0 °100 °2°° /а 650° / 1 °100 /а Количество циклов N1 200^1000°С укр, мм/мин Жаростойкость при 1000°С, г/(м2-ч)

МПа км (усл. ед.)

ВЖ159* 1100 25 13,3 6,4 500 4,2 0,047

ЭП648 930 20 11,3 5,2 80 3,2 -

*Специально разработанный режим старения позволил обеспечить требования по пределу ползучести

°Ко * 45 МП*.

В ходе организации производства по поставке полуфабрикатов из сплава ВЖ159 был выполнен большой объем работы по созданию промышленной технологии получения широкого ассортимента полуфабрикатов (прутки горячекатаные и кованые, прутки для пресс-изделий, поковки-штанги, лента холоднокатаная, лист горячекатаный и холоднокатаный) в условиях ОАО «Металлургический завод «Электросталь», ОАО «Ашинский металлургический завод», ОАО «ВИЛС» (см. рисунок). Кроме того, были проведены работы, обеспечившие изготовление конструкций для новых изделий:

- разработаны техническая документация на промышленное производство полуфабрикатов и режимы термической обработки;

- оптимизированы технологии аргоно-дуговой и электронно-лучевой сварки;

- определены механические характеристики сварных соединений.

Полуфабрикаты из сплава ВЖ159: поковки-штанги 0220 мм (а); прессованные прутки 0100-160 мм (б); заготовка кованая плоская (сутунка) (в)

ФГУП «ВИАМ» готов и в дальнейшем участвовать в новых разработках и в решении задач, возникающих при создании передовой техники