Билет № 21

1.Особенности базирования деформируемых объектов производства.

• Число степеней свободы нежестких(деформируемых) элементов конструкции с стремится к бесконечности.

• Базирование нежестких элементов конструкции( заготовок, деталей) осуществляется по точной недеформируемой( жесткой) опорной поверхности технологического оснащения( приспособлений, стапелей), воспроизводящих с высокой точностью форму и расположение сопрягаемых поверхностей узлов и сборочных единиц.

• Закрепление (силовое замыкание ) осуществляют с помощью распределенных усилий, приложенных по противоположной поверхности объекта производства.

2. Материалы, используемые для изготовления герметичных емкостей

Требования к материалам герметичных емкостей и трубопроводов весьма высоки и противоречивы. Они должны обладать высокой удельной прочностью и жесткостью, противостоять как высоким, так и криогенным температурам, должны быть коррозионно-стойкими по отношению к компонентам топлива, иметь высокую плотность (непроницаемость) для обеспечения герметичности по стенкам, что особенно важно для емкостей, работающих в глубоком вакууме. В то же время они должны обладать приемлемыми технологическими свойствами: пластичностью (штампуемостью), свариваемостью, хорошей обрабатываемостью резанием и т.д.

Основной конструкционный материал, используемый для изготовления герметичных емкостей – алюминиевые сплавы. В производстве РКС алюминиевые сплавы составляют около 3/4 доли всех материалов.

Алюминиевые сплавы разделяются на две основные группы: деформируемые и литейные. Деформируемые алюминиевые сплавы в свою очередь разделяются на термоупрочняемые и не упрочняемые термообработкой.

В сварных конструкциях емкостей и трубопроводов ЛА получили наибольшее распространение деформируемые алюминиевые сплавы термоупрочняемые (Д19, М40, Д20, ВАД23, В92А, АЦМ и др.), и не упрочняемые термообработкой (АМц, АМг, АМгЗ, Амг3М, Амг5В, Амг6, АМг6М, Д16АМ, АК-6, АК-8, В95АМ, 1201и др.) и а также алюминий (АД, АД1 и др.). Литейные сплавы в сварных конструкциях ЛА применяются реже.

Кроме сплавов алюминия, распространенными материалами для герметичных емкостей и трубопроводов являются коррозионно-стойкие и высокопрочные стали (30ХГСНА, 12Х18Н9Т, 20Х1364Г9, 12Х18Н10Т, 15Х18Н12С4ТЮ, ВНС-2 и др.), титановые сплавы (ОТ-4, ОТ4-1, ВТ-6, ВТ-14 и др.), иногда магниевые сплавы (МА1-М, МА8-М) и др. Для емкостей высокого давления начинают находить применение никелевые (ХН60ВТ, ХН77ТЮР), молибденовые и бериллиевые сплавы.

Основной конструкционный материал, используемый для изготовления герметичных емкостей и трубопроводов РКС, — коррозионно-стойкий деформируемый алюминиево-магниевый сплав АМг6. Этот сплав термически не упрочняется, но обладает значительной способностью к деформационному упрочнению в процессе холодной штамповки (отношение предела текучести к пределу прочности при растяжении немногим больше 0,5). Для изготовления деталей корпусов используют исходные полуфабрикаты в двух состояниях поставки: отожженном (АМг6М) и нагартованном (АМг6Н). Предел прочности первых из них равен 360 МПа, вторых — до 450 МПа. Приведенные данные свидетельствуют о возможности заметного уменьшения массы конструкции корпуса за счет правильного учета деформационного упрочнения материала штампуемых деталей. Например, обечайки корпусов, подвергаемые в процессе гибки незначительным пластическим деформациям, изготовляют из нагартованных листовых полуфабрикатов, а оболочки днищ, заметно упрочняемые в процессе вытяжки или обтяжки, изготовляют из отожженных листов.

Сплав Амг6 обладает хорошей свариваемостью. Отношение пределов прочности материала сварного шва и основного металла, находящегося в отожженном состоянии, равно 0,90...0,95, а в отдельных случаях достигает 1. Нагартованные заготовки в околошовной зоне частично разупрочняются, и для них отношение пределов прочности уменьшается до 0,80. Для обеспечения равнопрочности конструкции в зоне расположения сварных швов производят локальное увеличение толщины соединяемых деталей. Сварные соединения деталей из сплава Амг6 не требуют последующей термообработки, поскольку все структурные превращения в металле сварного шва полностью заканчиваются в процессе остывания сваренных деталей.

При изготовлении герметичных крупногабаритных емкостей в настоящее время находят применение термоупрочняемые алюминиевые сплавы, например, сплав 1201. Сплав 1201 упрочняется закалкой и искусственным старением. При естественном старении прочность металла практически не изменяется. Максимальное упрочнение металла достигается в процессе старения закаленного твердого раствора при 433...453 К.

Свойства сварных соединений термически упрочненного сплава 1201 обычно находятся в прямой зависимости от степени концентрации тепловой энергии, что обуславливается способом сварки. При воздействии температур сварочного процесса неблагоприятное изменение свойств материала происходит не только в шве, но и в зоне термического влияния. Применяя различные способы сварки, можно влиять на структуру металла шва, протяженность зоны термического влияния и степень ее разупрочнения, а значит, получать сварные соединения с заданными механическими свойствами.

Детали, входящие в состав герметичных емкостей, изготовляют из холодноштампованных или прессованных листовых и профильных заготовок, материал которых отличается высокой плотностью и малой газопроницаемостью.

Все перечисленные материалы обладают высокой коррозионной стойкостью и не требуют специальной защиты поверхностей, соприкасающихся с компонентами топлива.

1 См ПРИЛОЖЕНИЕ 1

2 Детерминированный – (от латин. Determine – определяю) обусловленный необходимой причинной связью