Уфа 2008

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

Уфимский государственный авиационный технический университет

Кафедра материаловедения и физики металлов

Н. Г. ЗАРИПОВ

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

ДЛЯ АВИАЦИОННОЙ ТЕХНИКИ

Допущено Учебно-методическим объединением высших учебных заведений Российской Федерации по образованию в области материаловедения, технологии материалов и покрытий в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки дипломированного специалиста 150500 – Материаловедение, технологии материалов и покрытий (специальность 150501 «Материаловедение в машиностроении»)

Уфа 2008

УДК 621.762

ББК

Рецензенты:

– д.ф.-м.н., профессор Х. Я. Мулюков (ИПСМ РАН);

– доцент, к.т.н., Э. Ф. Хайретдинов (УГАТУ)

Зарипов Н. Г.

Перспективные материалы авиационной техники: учебное пособие / Н. Г. Зарипов; Уфимск. гос. авиац. техн. ун-т. – Уфа: УГАТУ, 2008. – 146 с.

ISBN

В учебном пособии рассмотрены методы получения, структура, свойства и применение различных классов перспективных материалов для авиационной техники: металлических, интерметаллидных, композиционных и неметаллических материалов. Особое внимание уделено новому классу материалов: наноструктурным материалам.

Предназначено для студентов очной формы обучения, обучающихся по направлению 150600 «Материаловедение и технология новых материалов», специальности 150501 «Материаловедение в машиностроении».

Табл. 18. Ил. 23. Библиогр.:10 назв.

Учебное пособие разработано в рамках реализации инновационной образовательной программы подготовки кадров в области информационных технологий проектирования, производства и эксплуатации сложных технических объектов (Приоритетный национальный проект «Образование»)

ã Н. Г. Зарипов, 2008

ã Уфимский государственный авиационный

технический университет, 2008

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. МАГНИЙ И ЕГО СПЛАВЫ... 5

1.1. Свойства магния и его взаимодействие с легирующими элементами 5

1.2. Термическая обработка магниевых сплавов. 7

1.3. Термомеханическая обработка магниевых сплавов. 8

1.4. Классификация магниевых сплавов. 8

1.5. Деформируемые магниевые сплавы.. 9

1.6. Литейные магниевые сплавы.. 10

1.7. Применение магниевых сплавов. 11

2. БЕРИЛЛИЙ И ЕГО СПЛАВЫ... 12

2.1. Свойства бериллия. 12

2.2. Получение полуфабрикатов. 14

2.3. Сплавы бериллия. 15

2.4. Применение бериллия и его сплавов. 18

3. АЛЮМИНИЙ И ЕГО СПЛАВЫ... 19

3.1. Классификация алюминиевых сплавов. 20

3.2. Деформируемые алюминиевые сплавы.. 24

3.2.1. Нетермоупрочняемые сплавы.. 24

3.2.2. Термоупрочняемые сплавы.. 25

3.3. Литейные алюминиевые сплавы.. 29

3.4. Сплавы, получаемые методом порошковой металлургии. 31

3.5. Новые сверхлегкие сплавы.. 32

4. ТИТАНОВЫЕ СПЛАВЫ... 34

4.1. Классификация титановых сплавов. 35

4.2. Титановые α- и псевдо-α сплавы.. 36

4.3. Деформируемые титановые (α + β)-сплавы.. 38

5. НИКЕЛЬ И ЕГО СПЛАВЫ... 40

5.1. Классификация и маркировка никелевых сплавов. 40

5.2. Жаростойкие никелевые сплавы.. 41

5.3. Жаропрочные сплавы для лопаток газовых турбин. 42

5.4. Порошковые жаропрочные никелевые сплавы.. 45

6. СПЛАВЫ НА ОСНОВЕ ИНТЕРМЕТАЛЛИДОВ.. 48

6.1. Общая характеристика интерметаллидов. 48

6.2. Сплавы на основе алюминидов титана. 52

6.3. Сплавы на основе алюминидов никеля. 57

6.4. Сплавы с эффектом памяти формы.. 60

6.5. Применение сплавов с эффектом памяти формы.. 64

7. КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ... 66

7.1. Общие представления о композитах и их классификация. 66

7.2. Волокнистые армирующие элементы.. 69

7.2.1. Непрерывные волокна. 69

7.2.2. Коротковолокнистая арматура. 75

7.3. Металлические композиционные материалы.. 76

7.4. Композиционные материалы на неметаллической основе. 80

8. НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ... 84

8.1. Общие сведения о пластмассах. 84

8.2. Характеристика смол. 86

8.3. Термопластичные литьевые пластмассы – термопласты.. 89

8.4. Химостойкие и уплотнительные пластмассы.. 91

8.5. Пластмассы для остекления летательных аппаратов. 93

8.6. Газонаполненные пластмассы.. 96

8.7. Старение полимерных материалов в процессе эксплуатации. 98

8.8. Резины и их свойства. 100

8.9. Получение и свойства каучуков. 101

8.10. Получение и применение резины.. 105

8.11. Старение резины.. 108

9. ТЕХНИЧЕСКАЯ КЕРАМИКА.. 113

9.1. Физикохимия исходных компонентов. 113

9.1.1. Оксидные системы.. 113

9.1.2. Бескислородные тугоплавкие соединения и сиалоны.. 115

9.2. Перспективные технологии получения керамики. 117

9.2.1. Процессы с участием реакций в газовой и жидкой фазах. 117

9.3. Конструирование границ зерен. 121

9.4. Обработка давлением в режиме сверхпластичности. 122

10. НАНОСТРУКТУРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ... 125

10.1.Технология получения и свойства нанопорошков. 126

10.2. Объемные наноструктурные материалы.. 130

10.3. Особенности модели наноструктур. 133

10.4. Необычные свойства наноструктурных материалов и области их применения. 134

Контрольные вопросы.. 138

Список литературы.. 143