Обоснование выбора цветного сплава для изготовления конкретного изделия
Контрольная работа - Разное
Другие контрольные работы по предмету Разное
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ
ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Индивидуальное домашнее задание по предмету: Цветные металлы
Тема: Обоснование выбора цветного сплава для изготовления конкретного изделия
Выполнил: Ст.Гр. МТ-08
Поздняков А.Н.
Донецк 2011
Задание
Вариант № 7
Исходя из условий работы, изготовления изделия (каркас самолета, который летает с дозвуковыми скоростями) и требований к материалу (?в=450…550 Н/мм, ?т?300 Н/мм, ??18%, рабочая среда - влажный воздух, плотность не больше 4 г/см3) выполнить следующее:
. Выбрать материал (конкретную марку сплава) для изготовления изделия и обосновать его выбор, исходя из рекомендаций по его применению.
. Привести химический состав сплава, его механические свойства и технологические методы их обеспечения, а также необходимые дополнительные свойства, которые характеризуют обеспечение выполнения заданных условий эксплуатации.
. Выполнить анализ конечной структуры выбранного сплава.
. Дополнительно привести 1-2 материала, которые также можно было бы использовать для изготовления данного изделия и назвать причину по которой предложен, выбранный ранее сплав.
самолет сплав дуралюмин
1. ВЫБОР МАТЕРИАЛА
Для изготовления каркаса самолёта летающего с дозвуковыми скоростями, изготовленного методом холодной пластической деформации и свариванием, работающего во влажном воздухе выбираем дюралюминий марки Д16.
Дюралюминий
Дюралюми?ний - торговая марка одного из первых упрочняемых старением алюминиевых сплавов. Основными легирующими элементами являются медь (4,5 % массы), магний (1,6 %) и марганец (0,7 %). Типовое значение предела текучести составляет 450 МПа, однако зависит от состава и термообработки. [3]
Первое применение дюралюминия - изготовление каркаса дирижаблей жёсткой конструкции, с 1911 года - более широкое применение. Состав сплава и термообработка в годы войны были засекречены. Благодаря высокой удельной прочности дюралюминий начиная с 1920-х годов становится важнейшим конструкционным материалом в самолётостроении.
Плотность сплава 2500-2800 кг/м, температура плавления около 650 C. Сплав широко применяется в авиастроении, при производстве скоростных поездов (например поездов Синкансэн) и во многих других отраслях машиностроения (так как отличается существенно большей твёрдостью, чем чистый алюминий).
После отжига (нагрева до температуры около 500 C и охлаждения) становится мягким и гибким (как алюминий). После старения (естественного - при 20 C - несколько суток, искусственного - при повышенной температуре - несколько часов) становится твёрдым и жёстким.
В настоящее время сплавы алюминий - медь - магний с добавками марганца - известны под общим названием дюралюмины. В их число входят сплавы следующих марок: Д1, Д16, Д18, В65, Д19, В17, ВАД1. Дюралюмины упрочняются термообработкой; подвергаются, как правило, закалке и естественному старению. Характеризуются сочетанием высокой статической прочности (до 450-500 МПа) при комнатной и повышенной (до 150-175 C) температурах, высоких усталостной прочности и вязкости разрушения. [6]
Дуралюмин широко применяют во всех областях народного хозяйства, особенно в авиации. Сплав Д16 в виде листов и прессованных полуфабрикатов - основной материал для силовых элементов конструкции самолетов (детали каркаса, обшивка, шпангоуты, нервюры, лонжероны, тяги управления) и других нагруженных конструкций.[5]
2. СВОЙСТВА СПЛАВА
Обозначения:
Механические свойства :S в - Предел кратковременной прочности , [МПа] S T - Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), [МПа] ?5 - Относительное удлинение при разрыве , [ % ] ? - Относительное сужение , [ % ] HB - Твердость по Бринеллю , [МПа] S Физические свойства : T - Температура, при которой получены данные свойства , [Град] E - Модуль упругости первого рода , [МПа] ? - Коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o - T ) , [1/Град] ? - Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала) , [Вт/(мград)] ? - Плотность материала , [кг/м3] C - Удельная теплоемкость материала (диапазон 20o - T ), [Дж/(кгград)]
. КОНЕЧНАЯ СТРУКТУРА ВЫБРАННОГО СПЛАВА
Конечная структура выбранного сплава в состоянии использования выглядит так:
Кроме ?-твердого раствора видны тёмные включения марганцовистой и железосодержащих фаз.
. ДРУГИЕ МАТЕРИАЛЫ
Также кроме представленного выше материала может использоваться и сплавы титана. Например, ПТ-7М. [9]
Сегодня самолеты становятся еще более титаноемкими. Это связано с тем, что в новых авиалайнерах увеличивается доля композиционных материалов, с которыми алюминий активно взаимодействует и коррозирует. Титан не подвержен таким процессам и увеличивает ресурс комплектующих изделий.
Как видно из вышеперечисленного титан и дюралюминий имеют схожие прочностные, коррозионные и антифрикционными свойства. Однако титан является более дорогим компонентом.
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК