CC BY
71
Секция ««ДВИГАТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И СИСТЕМЫ ТЕРМОРЕГУЛИРОВАНИЯЛА И КА»
Для осуществления данной задачи нужна слаженность и надежность работы гидромеханических рулевых машин с телескопическим выдвижением, обеспечивающих выдвижение соплового насадка (см. рисунок).
При этом необходимо учитывать силы трения, возникающие при выдвижении насадка. А принцип этого механизма состоит в телескопическом выдвижении рулевых машин под воздействием давления жидкости, а именно - горючего. Причем выдвижение должно происходить на высоте не меньше 10 км, где сопротивление внешней среды не такое значительное, как у поверхности. Своевременная подача давления во многом определяет успех в функциональности данного двигателя. Поэтому исследователям необходимо правильно рассчитать все кинематические параметры данной разработки.
Таким образом, чтобы внедрить в производство данный двигатель необходимо решить его главные проблемы. И чтобы их решить, необходимо провести
тщательный кинематический анализ механизмов выдвижения соплового насадка ЖРД (который будет учитывать все конструктивные особенности данной разработки), потому как от его проведения зависит функциональность всего двигателя, а значит и успех во внедрении разработки в эксплуатацию.
Библиографические ссылки
1. Сопловой насадок ракетного двигателя [Электронный ресурс]. URL: http://www.findpatent.ru/patent/ 235/2353791.html, свободный. Загл. с экрана.
2. Оправа для огня [Электронный ресурс]. URL: http://engine.aviaport.ru/issues/02/page08.html, свободный. Загл. с экрана.
3. Раздвижное сопло ракетного двигателя [Электронный ресурс]. URL: http://www.findpatent.ru/patent/ 234/2345239.html, свободный. Загл. с экрана.
© Орешков М. А., Королева Т. А., 2014
УДК 621.74.02
М. В. Резанова1 Научный руководитель - Г. Г. Крушенко1,2 1Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск 2Институт вычислительного моделирования СО РАН, Красноярск
ПОВЫШЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ В РЕЗУЛЬТАТЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ФИЗИЧЕСКИМИ СПОСОБАМИ НА ШИХТОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ
В результате воздействия на твердые шихтовые материалы деформационной, термической и ультразвуковой обработкой, рентгеновским облучением, а также многократного термоциклирования сплава в режиме «расплавение ++ кристаллизация», установлен эффект повышения механических свойств алюминиево-кремниевых сплавов.
К настоящему времени накоплены многочисленные данные по передаче физико-механических характеристик, особенностей микро- и макроструктуры шихтовых материалов получаемых из них сплава. Базируясь на результатах ранних известных [1-6] и целого ряда других более поздних [7; 8] и современных работ [9; 10], которые постулируют существование связи свойств металлов и сплавов в твердом и жидком состоянии, нами проведены исследования по воздействию различными физическими методами на исходные шихтовые материалы с целью изучения их влияния на механические свойства ряда алюминиевых сплавов.
1. В результате предварительной термической обработки (12 час. при 540 °С, охлаждение в воде) алюминия разных марок с последующим их расплавлением и заливке в керамику механические свойства закристаллизованного металла возрастают по сравнению с нетермообработанным соответственно: алюминия марки А99 - временное сопротивление ств с 38 до 44 МПа (на 15,8 %), относительное удлинение 5 - с 35,0 до 36,0 % (на 2,85 %); алюминия марки А5 - ств с 62 до 68 МПа (на 9,7 %), 5 - с 26,1 до 31,0 % (на 18,8 %).
В результате приготовления алюминиево-кремние-вого сплава АК12 на предварительно термообрабо-танных (12 час. при 540 °С, охлаждение в воде) алюминии А5 и кремнии Кр0 при заливке в керамику ств по сравнению со сплавом из нетермообработанных компонентов возрастает со 170 до 190 МПа (на 11,8 %), 5 - с 11,0 до 14,5 % (на 31,8 %). По ГОСТ 1583-90: ств > 150 МПа, 5 > 4,0 %.
Подобные результаты были получены и на сплавах АК7ч, АК9ч, АК5М2, Мг6л и АК7Ц9 при разных режимах предварительной термообработки шихтовых материалов. При этом при приготовлении сплавов уменьшается расход модификаторов. Эффект термообработки шихты сохраняется при выстаивании расплава до 1 часа.
2. В результате предварительной ультразвуковой обработки при помощи генератора с магнитострикцион-ным преобразователем и стальным волноводом (15 мин, резонансная частота 18 кГц, амплитуда 20 мкм, изгиб-ная волна) темплетов силумина СИЛ0 толщиной 15 мм ств сплава АК7ч возросло при литье в кокиль по сравнению со сплавом на необработанном силумине со 190 до 205 МПа (на 8,0 %), 5 - с 3,5 до 5,0 % (на 42,9 %). По ГОСТ 1583-89: ств > 157 МПа, 5 > 2,0 %.
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2014. Технические науки
3. В результате предварительной деформации темплетов силумина СИЛ0 ковкой в холодном состоянии = 35-40) ств приготовленного с его использованием сплава АК12 возрастает по сравнению с обычным сплавом со 190 до 235 МПа (прирост на 23,7 %), 5 - с 3,5 до 9,0 % (в 2,6 раза).
4. В результате предварительной обработки тем-плетов силумина СИЛ00 путем импульсного ударного нагружения через промежуточный стальной диск, создаваемого взрывчатым вещестом с давлением Р = 23 • 103 МПа, ств приготовленного с его использованием сплава АК12 возрастает по сравнению с обычным сплавом со 184 до 200 МПа (прирост на 8,7 %), 5 - с 9,5 до 10,8 % (на 13,7 %).
5. В результате предварительного термоциклиро-вания сплава АК12 в режиме «плавка -о кристаллизация» по схемам 500 — 20 °С и 550 — 20 °С при количестве циклов 3; 5; 7 и 12 с выдержкой 10 мин. при высокой и низкой температуре, и охлаждением на воздухе или в воде, был установлен оптимальный режим (500 — 20 °С, охлаждение после нагрева в воде; 3 цикла), при котором ств возросло по сравнению с нетермоциклированным сплавом со 145 до 194 МПа (на 33,8 %), 5 - с 3,3 до 6,7 % (в 2 раза).
6. В результате предварительного жесткого рентгеновского облучения (вольфрамовый анод, длина волны X = 0,18436-0,21380 А, напряжение на рентгеновской трубке 300 кВ, сила тока 9 цА, длительность экспозиции 10 мин.) темплетов силумина СИЛ0 с последующим приготовлением на его основе сплава АК12 ств возросло по сравнению с обычным сплавом со 150 до 185 МПа (на 23,3 %), 5 - с 6,5 до 9,0 % (в 1,4 раза).
Можно считать, что полученные результаты не только подтверждают наличие связи между твердым и жидким состоянием металлов и сплавов, но их можно использовать на практике в качестве технологий приготовления сплавов с повышенными механическими свойствами.
Библиографические ссылки
1. Gayler M. L. V. The undercooling of some aluminium alloys // The Journal of the Institute of Metals. 1927. Vol. 38. P. 157-194.
2. Данилов В. И. Строение и кристллизация жидкостей. Киев : АН УССР, 1956. 568 с.
3. Bernal J. D. The Bakerian Lecture, 1962. The Structure of Liquids. Proceeding Royal Society Lond. Series A-Mathematical and physical sciences. 1964. July 28, Vol. 280. P. 299-322.
4. Есин О. А., Гельд П. В. Физическая химия пи-рометаллургическихпроцессов. Ч. II. Взаимодействие с участием расплавов. М. : Металлургия, 1966. 704 с.
5. Wilson J. R. The structure of liquid metals and alloys. Metallurgical Reviews. 01 January 1965. Vol. 10. Issue 1. P. 381-590.
6. Баум Б. А. Металлические жидкости - проблемы и гипотезы. М. : Наука, 1979. 120 с.
7. Попель П. С. и др. Явление структурной наследственности с точки зрения коллоидной модели микрогетерогенного строения металлических расплавов // Цветные металлы. 1992. № 9. С. 53-56.
8. Соловьев С.А. и др. О наследственном влиянии шихтовых материалов на механические свойства литых заготовок из алюминиевой бронзы. Изв. вузов. Черная металлургия. 2002. № 12. С. 47-48.
9. Буров В. Г., Веселов С. В. Структурная наследственность при нагреве локальных объемов машиностроительных металлических материалов до жидко-фазного состояния // Обработка металлов: технология, оборудование, инструменты. 2007. № 4. С. 26-27.
10. Jing Zhang et al. Effect of fine-grained raw material addition on microstructure refinement and tensile properties in horizontal continuous casting Al-12% Si alloy billets. Materials & Design, 2011. June. Vol. 32. Iss. 6. P. 3566-3569.
© Резанова М. В., 2014
УДК 669.14.018.28
М. В. Резанова1
Научные руководители - Г. Г. Крушенко1, 2, С. Н. Решетникова1 1Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск 2Институт вычислительного моделирования СО РАН, Красноярск
ПРЕССОВАНИЕ ИЗДЕЛИЙ ИЗ АЛЮМИНИЕВОЙ СТРУЖКИ
Описана технология получения конечной продукции путем прессования композиции, состоящей из стружки алюминиевого сплава и нанопорошка нитрида титана.
При изготовлении металлоизделий обработкой резанием (токарные, фрезерные, строгальные и др. операции) накапливается большое количество стружки, и, зачастую, обычным способом ее утилизации является переплавка. Однако, при этом потери металла вследствие окисления могут доходить до 20-25 % [1]. Поэтому химический состав переплава отличается от состава исходного сплава.
В плане уменьшения таких потерь альтернативными «переплавным» являются технологии, применяемые при обработке металлов давлением, например, экструзионная переработка стружки, запатентованная еще в 1945 г. [2]. Причем, с помощью этой технологии можно получать из стружки напрямую готовую профильную продукцию [3], как с предварительным ее компактированием, так и без него [4; 5].
