Libmonster ID: UA-1853

 В XX столетии ведущие страны последовательно проходили через "эпохи" сначала стали, затем алюминия и иных легких сплавов, потом пластиков, конструкционных керамик и т.д. А недавно, анализируя достижения соответствующих научных школ, международный промышленный журнал "Металлы Евразии" подчеркнул: из упомянутых выше веществ ныне в число важнейших включены именно последние, связанные с совершенствованиями и структурными преобразованиями в мировой экономике и, как следствие, с дальнейшим развитием промышленной цивилизации. Об этом подробно рассказал доктор технических наук Н. М. Скляров, с 1934 г. работающий во Всесоюзном (сейчас - Всероссийском) институте авиационных материалов (ВИАМ; Москва). Именно здесь около 40 лет назад впервые родился признанный впоследствии специалистами термин "конструкционные материалы".

Кстати, их достаточно долго рассматривали как вещества постоянного состава с равновесной структурой, набором относительно стабильных свойств, работающих в заданном режиме. Но в дальнейшем все оказалось сложнее. Росли требования к механическим, тепловым, коррозионным, радиационным нагрузкам этих материалов. В результате в них формировались многокомпонентные фазы различной природы, причем в метастабильном состоянии. Позже определили: вместо образцов, характеризующихся неизменной кристаллической решеткой, на самом деле они полны микродефектами-дислокациями, складывающимися под действием напряжений. У их границ образуются локальные нарушения пространственной сплошности, возникает так называемая холодная ползучесть (когда остаточная деформация увеличивается даже при комнатной температуре), растет микроструктура в конструкции и рано или поздно она разрушается.

Разумеется, реакция ученых на складывающуюся ситуацию не заставила себя ждать. Так, в ВИАМе, по сообщению Н. М. Склярова, выдвинули принципиально новый подход к надежности авиационных конструкций. Причем предложили нечто парадоксальное: если раньше в самолетах всячески боролись с трещинами, то теперь допускают их даже не в микроструктурах, а в хорошо видимых невооруженным глазом. И это несмотря на то, что максимальную безопасность полетов никто не отменял...

В очередных исследованиях выявили: микронесовершенства - дислокации кристаллической решетки - объективный природный фактор. И исключить их образование материаловеды никогда не смогут. Поэтому правильнее не бороться с недостатком, а попытаться управлять им, т.е. регулировать его рост, не допуская критического предела. Для чего важно изучать кинетику образования трещин. К идее, как часто бывает, подтолкнул случай, рассказанный автором статьи.

Во время предполетного испытания лайнера, готовящегося для полета Председателя Совета Министров СССР Н. С. Хрущева в США, были обнаружены трещины в алюминиевом сплаве мотогондолы. Начались проверки, которые возглавили заместитель начальника ВИАМа академик С. Т. Кишкин и начальник одной лаборатории института И. Н. Фридляндер (впоследствии - академик). Стоял вопрос: дадут ли они данному лайнеру 100%-ную гарантию безопасности на весь предстоящий маршрут? Проверив характеристики соответствующих конструкций, ученые решили: обнаруженные в самолете напряжения непосредственно к полету отношения не имели. А непредвиденные события были вызваны многократными запусками двигателей в аэропорту - они то нагревали, то охлаждали мотогондолу, что и спровоцировало рост трещин.

Этот пример и ряд последующих показали: надежность материалов в основном зависит от двух факторов. Прежде всего от того, насколько медленно развиваются трещины, и одновременно - как организован контроль за ними. Наряду с этим важно создавать конструкции из отдельных отсеков, чьи границы служат преградой друг другу - тогда и трещинам сложнее распространяться до критических размеров. Вместе с тем были установлены базовые показатели для обоих моментов. Речь идет о высокой вязкости разрушения (для стали - 250 кгс/мм 3/2 , титана - более 300, для алюминиевых сплавов - свыше 120 кгс/мм 3/2 ) и низкой скорости распространения усталости (около 0,1 - 0,2 мм/килоцикл).

Итак, пишет Н. М. Скляров, сегодня проблемы прочности вещества отступают на второй план, а на пер-

стр. 34


вый выдвинута надежность. Далее. Если ранее инженеры отдавали преимущество металлам, т.е. силе связи атомов в кристаллической решетке, то теперь вперед выдвигают энергию активации химических связей. Например, в начале XX в. удельная прочность алюминиевого сплава, вертикально подвешенного в проволоке, колебалась от 14 до 16 км, а современные композиты, созданные в ВИАМе, имеют прочность около 150 км. Или взять матрицы и легирующие компоненты. Долгое время их выполняли из отдельных металлов - алюминия, никеля, титана и др. Теперь же внимание обращено на интерметаллидные соединения типа никеля с алюминием или титаном, титана с алюминием и т.п., причем их применяют в качестве как упрочняющих компонентов, так и матриц. Правда, возникает одно "но": до середины минувшего столетия в машиностроении на упругие напряжения приходилось 0,2 - 0,3%, и, как правило, специалисты это легко учитывали. Теперь же соответствующие деформации могут достигать 12% и более. В итоге металл становится как бы резиновым, что вызывает колоссальную концентрацию напряжений в узлах соединений, креплений и т.д. Учитывать это необходимо, и особые возможности пока открывают лишь материалы на основе химических соединений углерода - углеволокна или борволокна.

И конечно, резюмирует Н. М. Скляров, нельзя игнорировать достижения науки конца XX в. - речь идет о термической обработке поверхности материалов, использующей в качестве теплового источника концентрированные потоки энергии в плазменных, ионных, индукционных, лазерных процессах. Необходимо учитывать нанотехнологии, представляющие естественное развитие направленной кристаллизации и монокристаллического литья, перевод формирования микроструктуры материала на атомный уровень. Впрочем, всего не перечислить. Развитие науки продолжается.

Скляров Н. М. Конструкция сплава. - Журнал "Металлы Евразии", 2003, N 4.

Материал подготовил В. Б. ГОЛЬДМАН


© elibrary.com.ua

Permanent link to this publication:

https://elibrary.com.ua/m/articles/view/Панорама-печати-КОНСТРУКЦИОННЫЕ-МАТЕРИАЛЫ-ВЧЕРА-И-ЗАВТРА

Similar publications: LRussia LWorld Y G


Publisher:

Григорий ГалушкоContacts and other materials (articles, photo, files etc)

Author's official page at Libmonster: https://elibrary.com.ua/Galushko

Find other author's materials at: Libmonster (all the World)GoogleYandex

Permanent link for scientific papers (for citations):

Панорама печати. КОНСТРУКЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ: ВЧЕРА И ЗАВТРА // Kiev: Library of Ukraine (ELIBRARY.COM.UA). Updated: 18.06.2014. URL: https://elibrary.com.ua/m/articles/view/Панорама-печати-КОНСТРУКЦИОННЫЕ-МАТЕРИАЛЫ-ВЧЕРА-И-ЗАВТРА (date of access: 08.12.2021).


Comments:



Reviews of professional authors
Order by: 
Per page: 
 
  • There are no comments yet
Related topics
Publisher
Rating
0 votes
Related Articles
GLOBAL DEMOGRAPHY: UKRAINE TODAY AND IN FUTURE
13 hours ago · From Україна Онлайн
THE UKRAINIAN STRATEGY FOR EUROPEAN INTEGRATION: NEW OPPORTUNITIES
13 hours ago · From Україна Онлайн
UKRAINE AND THE MODERN ORIENT
13 hours ago · From Україна Онлайн
TRANSPORT INFRASTRUCTURE OF UKRAINE: REGIONAL ASPECT
Catalog: Экономика 
Yesterday · From Україна Онлайн
ИЗДАТЕЛЬСТВО АВСТРИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК. ВЫПУСК КАТАЛОГА ЗА 2006/2007 гг.
3 days ago · From Україна Онлайн
Несмотря на все провалы за 2,5 года практически неограниченной власти, ближайшее окружение Зеленского старательно убеждает президента в его гениальности и он похоже верит. Аплодисменты заглушали крики «ганьба» так качественно, что Зеленский вжился в роль успешного политика и даже аплодировал себе сам.
Catalog: Разное 
5 days ago · From Naina Kravetz
UNDER ADVERSE CONDITIONS
Catalog: Экономика 
5 days ago · From Україна Онлайн
THE "EUROPEAN CHOICE" OF UKRAINE WITHOUT THE "UKRAINIAN CHOICE" OF THE EU
5 days ago · From Україна Онлайн
THE NEW CYCLE OF ALLIANCE ENLARGEMENT: UKRAINE AND NATO
5 days ago · From Україна Онлайн
Люди делового миа
5 days ago · From Україна Онлайн

Actual publications:

Latest ARTICLES:

ELIBRARY.COM.UA is an Ukrainian library, repository of author's heritage and archive

Register & start to create your original collection of articles, books, research, biographies, photographs, files. It's convenient and free. Click here to register as an author. Share with the world your works!
Панорама печати. КОНСТРУКЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ: ВЧЕРА И ЗАВТРА
 

Contacts
Watch out for new publications: News only: Chat for Authors:

About · News · For Advertisers · Donate to Libmonster

Ukraine Library ® All rights reserved.
2009-2021, ELIBRARY.COM.UA is a part of Libmonster, international library network (open map)
Keeping the heritage of Ukraine


LIBMONSTER NETWORK ONE WORLD - ONE LIBRARY

US-Great Britain Sweden Serbia
Russia Belarus Ukraine Kazakhstan Moldova Tajikistan Estonia Russia-2 Belarus-2

Create and store your author's collection at Libmonster: articles, books, studies. Libmonster will spread your heritage all over the world (through a network of branches, partner libraries, search engines, social networks). You will be able to share a link to your profile with colleagues, students, readers and other interested parties, in order to acquaint them with your copyright heritage. After registration at your disposal - more than 100 tools for creating your own author's collection. It is free: it was, it is and always will be.

Download app for smartphones