ЛЕТАТЬ И НЕ ЛОМАТЬСЯ

http://www.ras.ru/digest/showdnews.aspx?id=badb25a5-3c5a-49a1-9a58-84d6c7366ab1&print=1
© 2024 Российская академия наук

Закаляется не только сталь. Закалку проходят заготовки и изделия из множества материалов, и не только металлических: после этого они становятся более прочными, эластичными, устойчивыми к коррозии и другим внешним воздействиям. Наиболее известные закалочные среды — вода и масло. Устойчива легенда о закалке самурайских мечей кровью, но на самом деле эти клинки покрывались специальной пастой, нагревались и погружались в ту же воду. Особую роль закалка играет в авиационной и космической промышленности, где поломка одной простой детали может сыграть роковую роль. О разработке новой закалочной среды для российского авиапрома с нашим корреспондентом беседует кандидат химических наук Михаил Михайлович Митасов из новосибирского Института органической химии им. Н.Н. Ворожцова СО РАН.

— Сразу скажу о сути того, чем мы занимаемся сегодня. Это участие в комплексной работе по восстановлению и усовершенствованию отечественной технологии малодеформационной закалки деталей из алюминиевых сплавов в водно-полимерной среде, которая была утрачена, как и многое другое, в 90-е годы.

Эта технология создавалась накануне распада СССР, в 1980-х, в результате большой совместной работы Всесоюзного (тогда) института авиационных материалов (ВИАМ), НИОХ, минавиапромовских НИАТ и СибНИАТ, НАПО им. В.П. Чкалова и доведена до промышленного использования на ряде авиационных объединений. Разработчики были удостоены в 1991 году Государственной премии РФ.

Затем пошла полоса утрат. Остановились российские авиазаводы, прекратился выпуск необходимых полимеров, и только в 2009 году задача восстановления технологии водно-полимерной закалки вновь была поставлена НАПО им. В.П. Чкалова. В рамках совместной программы этого авиационного объединения с Сибирским отделением РАН по методам обработки материалов было возрождено прежнее, фактически, партнерство НАПО им. В.П.Чкалова с НовосибНИАТ, НИОХ и ВИАМ c целью создания отечественной технологии малодеформационной закалки, сравнимой по эффективности с лучшими зарубежными аналогами.

В рамках этого проекта в 2009-2011 годах удалось создать и исследовать эффективный состав водно-полимерной закалочной среды с содержанием полимеров около одного весового процента, в то время как в лучших зарубежных средах содержание полимера составляет 12 и более процентов. Низкое содержание полимера в закалочной среде влечет заметную экономию, поскольку уменьшается «унос» c деталями полимеров из закалочных ванн, улучшаются технологические и экологические параметры процесса. К тому же процесс закаливания деталей в разработанной таком составе снижает коробление тонкостенных деталей в несколько раз и значительно сокращает объем рихтовочных работ.

В этом году нами совместно с ВИАМ было проведено сравнительное исследование скоростей и механизма охлаждения деталей из алюминиевого сплава в воде и двух водно-полимерных средах (нашей и импортной), которое позволило выбрать оптимальные режимы процесса закалки и оценить их соответствие требованиям американского стандарта AMS 3025. Для этих исследований в НИОХ была создана лабораторная автоматизированная установка с целью изучения кинетики охлаждения деталей из алюминиевых сплавов в различных закалочных средах. Планируется в следующем году ее масштабирование под изделия больших размеров.

Важным этапом работы, проводимой ВИАМ, является исследование комплекса механических (прочностных, усталостных) и коррозионных свойств деталей из алюминиевых сплавов после закалки в водно-полимерной среде. Масштабирование и отработку технологии малодеформационной закалки планируется выполнить совместными усилиями НАПО им В.П.Чкалова и НовосибНИАТа.

В целом же наша совместная работа выполняется в рамках Федеральной целевой программы «Развитие гражданской авиационной техники России» и есть надежды, что успешное выполнение полного цикла намеченных работ позволит уточнить требования к технологическому процессу малодеформационной закалки деталей из алюминиевых сплавов в новой отечественной среде и дать «зеленый свет» применению обновленной технологии на предприятиях авиационной промышленности России.