Конструкційні алюмінієві сплави систем Al−Cu−Mg і Al−Zn−Mg−Cu в літакобудуванні. Огляд
УДК 669.2/.8:669.715:629.7:629.5 A review of scientific and technical information on structural deformable aluminum alloys, Al-Cu-Mg (series 2xxx) and Al-Zn-Mg-Cu (series 7xxx) systems was conducted. Their chemical and phase composition, alloying methods, mechanical and operational properties, influ...
Saved in:
| Date: | 2023 |
|---|---|
| Main Authors: | , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
National Academy of Sciences of Ukraine, Physical-Technological Institute of Metals and Alloys of NAS of Ukraine
2023
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://plit-periodical.org.ua/index.php/plit/article/view/structural-aluminum-alloys-alcumg-and-alznmgsu-systems-aircraft- |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Casting Processes |
Institution
Casting Processes| id |
oai:ojs2.localhost:article-6 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Casting Processes |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2023-06-03T05:32:43Z |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian |
| topic |
конструкційні алюмінієві сплави що деформуються легування механічні властивості корозійна стійкість термічна обробка літакобудування хімічний та фазовий склад |
| spellingShingle |
конструкційні алюмінієві сплави що деформуються легування механічні властивості корозійна стійкість термічна обробка літакобудування хімічний та фазовий склад Пригунова, А. Г. Недужий, А. М. Конструкційні алюмінієві сплави систем Al−Cu−Mg і Al−Zn−Mg−Cu в літакобудуванні. Огляд |
| topic_facet |
конструкційні алюмінієві сплави що деформуються легування механічні властивості корозійна стійкість термічна обробка літакобудування хімічний та фазовий склад deformable structural aluminum alloys alloying mechanical properties corrosion resistance heat treatment aircraft construction chemical and phase composition |
| format |
Article |
| author |
Пригунова, А. Г. Недужий, А. М. |
| author_facet |
Пригунова, А. Г. Недужий, А. М. |
| author_sort |
Пригунова, А. Г. |
| title |
Конструкційні алюмінієві сплави систем Al−Cu−Mg і Al−Zn−Mg−Cu в літакобудуванні. Огляд |
| title_short |
Конструкційні алюмінієві сплави систем Al−Cu−Mg і Al−Zn−Mg−Cu в літакобудуванні. Огляд |
| title_full |
Конструкційні алюмінієві сплави систем Al−Cu−Mg і Al−Zn−Mg−Cu в літакобудуванні. Огляд |
| title_fullStr |
Конструкційні алюмінієві сплави систем Al−Cu−Mg і Al−Zn−Mg−Cu в літакобудуванні. Огляд |
| title_full_unstemmed |
Конструкційні алюмінієві сплави систем Al−Cu−Mg і Al−Zn−Mg−Cu в літакобудуванні. Огляд |
| title_sort |
конструкційні алюмінієві сплави систем al−cu−mg і al−zn−mg−cu в літакобудуванні. огляд |
| title_alt |
Structural aluminum alloys of the Al−Cu−Mg AND Al−Zn−Mg−Сu systems in aircraft construction. Review |
| description |
УДК 669.2/.8:669.715:629.7:629.5
A review of scientific and technical information on structural deformable aluminum alloys, Al-Cu-Mg (series 2xxx) and Al-Zn-Mg-Cu (series 7xxx) systems was conducted. Their chemical and phase composition, alloying methods, mechanical and operational properties, influence of technological factors were analyzed. Examples of the use of these alloys in aircraft construction are given. It is shown that among the alloys of the Al-Cu-Mg system (D1, B65, D16, D16ч, 1163, D19, etc.), the strongest is D16 and its improved modifications D16ч and 1163, the mechanical properties of which in the heat-hardened state are equal to low-carbon steels. Alloys D16, D16оч, 1163 have high strength characteristics at 20 0С and elevated temperatures, especially in the form of sheets and pressed parts. Therefore, it is a common material for the manufacture of aircraft skins in the engine area, which is subject to heating. However, an increase in strength leads to a decrease in plasticity. Alloys based on the Al-Zn-Cu-Mg system (В95, В95пч, В95оч, В96, В96Ц, В96Ц1, В96Ц3, В94, В93, В92, etc.) are the most high-strength among deformable aluminum alloys, so they are widely used in responsible power elements of aircraft and rocket engineering in the form of pressed and forged products. The strongest of them is B96Ц, especially its modification B96Ц1, in which, unlike the B95 alloy, manganese and chromium are partially or completely replaced by zirconium. The B95 alloy has high compressive strength and is used to cover the upper surface of aircraft wings, which is in a compressed state during flight. The inner surface of the wing is made of D16, D16ч, 1163 alloys that withstand tensile loads in flight. In terms of strength, the B95 alloy exceeds the similar characteristics of the D16 alloy by 20-25%, and in terms of yield strength by 40%. Replacing the D16 alloy with B95 makes it possible to reduce the weight of the aircraft to 5 tons. Almost all the large-sized stamped parts for the world’s largest turboprop An-22 “Antey” transport aircraft are made from the B93 forging alloy, which is alloyed with iron and heat-treated according to the T1 regime.The main disadvantage of high-strength alloys of the Al-Cu-Mg and Al-Zn-Mg-Cu systems is their tendency to degrade, which is caused by the action of various types of loads and corrosive environments during aircraft and flight basing and is accompanied by the development of fatigue or corrosion-fatigue cracks. Alternative points of view regarding the causes of these phenomena and ways of improving the properties of products made of these alloys by alloying, thermal and deformation treatments are considered.
References
1. Friedlyander I. N. High-strength deformable aluminum alloys. M.: HNTI Oborongiz, 1960. 291 p. [in Russian].2. Friedlyander I. N. Aluminum deformable structural alloys. M.: Metallurgy, 1979. 208 p. [in Russian].3. Beletsky V. M., Kryvov G. A. Aluminum alloys (Composition, properties, application): Reference ed. Ed. Academician I.N. Friedlander. – Kyiv: ZAO KOMINTECH, 2005. 365 p.4. Abolikhina O. V. Material aspects of the elimination and evolution of defects that determine the resource of exploitation of aluminum structures of aircraft / Dis ... cand. tech. Sciences: 05.16.01. Kiev: National Technical University "KPI" named after. I. Sikorsky, 2018. 215 p. [in Ukrainian].5. Danchenko V. N., Milenin A. A., Golovko A. N. Production of profiles from aluminum alloys. Theory and technology. Dnipropetrovsk: DNVP "System Technologies", 2001. 448 p. [in Russian].6. Verkhovlyuk A. M., Shcheretskyi O. A., Kanibolotskyi D. S., Dovbenko V. V. The influence of technological factors on the properties of a high-strength aluminum alloy of the Al-Zn-Mg-Cu system. Metallurgy and metal processing. 2020. No. 1. P. 27-36 [in Ukrainian].7. Welch P. I., Pikard A. C. The effect of texture on fatigue crack propagation in aluminium alloy 7075. Aluminium. 1985. V. 61. № 5. P. 332–335 [in English].8. Fridlyander I. N. High-strength alloys of the Al-Zn-Mg-Cu system. M.: Mashinostroenie, 2001. T. 2. Р. 94-128 [in Russian].9. Galatsky B. D., Tulyankin F. V., Fridyander I. N. Ways to improve the mechanical properties of pressed profiles and bars of alloy D16. Sat. articles "Wrought aluminum alloys". Ed. doc. tech. Sciences I.N. Friedlander, Dr. tech. Sciences V.I. Dobatkin and Cand. tech. Sciences E.D. Zakharov. M. : Oborongiz. 1961. Р. 95 – 103 [in Russian].10. Kozlovskaya V. P., Vasilyeva N. I., Karpovich Yu. M. Conditions for obtaining pressed products from D16 aluminum alloy with high strength at room and elevated temperatures. Sat. articles "Deformable aluminum alloys". Ed. dr. technical of Sciences I.N. Friedlyandera, Dr. technical of Sciences V.I. Dobatkina and Ph.D. technical of Sciences E.D. Zakharova. M.: Oborongiz. 1961. P. 64-75 [in Russian].11. Matveev B. I., Kopytova M. V. Influence of manganese content, temperature and degree of deformation on the mechanical properties of large profiles from alloy B95. Sat. articles "Wrought aluminum alloys". Ed. doc. tech. Sciences I.N. Friedlander, Dr. tech. Sciences V.I. Dobatkin and Cand. tech. Sciences E. D. Zakharov. M. : Oborongiz. 1961. Р. 76–84 [in Russian].12. Teitel I. L. Study of the process of crystallization and cooling of aluminum alloy ingots with a diameter of up to 800 mm using a continuous casting method. Sat. articles "Wrought aluminum alloys". Ed. doc. tech. Sciences I.N. Friedlander, Dr. tech. Sciences V.I. Dobatkin and Cand. tech. Sciences E. D. Zakharov. M. : Oborongiz. 1961. Р. 200 – 209 [in Russian].13. Nikitaeva O. G., Kutaitseva E. I., Romanova O. A., Karpovich Yu. M., Kondratieva N. B. Influence of aluminum purity on mechanical properties and heat resistance of aluminum alloys. Sat. articles "Wrought aluminum alloys". Ed. doc. tech. Sciences I.N. Friedlander, Dr. tech. Sciences V. I. Dobatkin and Cand. tech. Sciences E. D. Zakharov. M. : Oborongiz. 1961. Р. 30 – 43 [in Russian].14. Nogovitsyn O. V., Lakhnenko V. L., Baranov I. R. Influence of the cooling rate on the formation of the primary structure of deformable aluminum alloys. Metallurgy and metal processing. 2021. No. 1. P. 3-8 [in Ukrainian].15. Khalikova G. R., Trifonov V. G. The influence of the structure formed during crystallization under high pressure on the strength characteristics of wrought aluminum alloys D16 and V96Ts. Report Open school-conference of the CIS countries “Ultrafine-grained and nanostructured materials”, Ufa, August 4-9, 2008. Prospect. mater. 2009, Spec. issue, No. 7. Р. 332 – 336 [in Russian].16. Trifonov V. G., Khalikova G. R. Peculiarities of structure formation in D16 aluminum alloy under various liquid forging conditions. Materials Science. 2009. No. 7. Р. 37 – 43 [in Russian].17. Galatsky B. D. Causes of softening of thin-walled duralumin profiles depending on the hardening conditions. Sat. articles "Wrought aluminum alloys". Ed. doc. tech. Sciences I.N. Friedlander, Dr. tech. Sciences V.I. Dobatkin and Cand. tech. Sciences E. D. Zakharov. M.: Oborongiz, 1961. Р. 85 – 94 [in Russian]18. Antipin V. P., Tyulpakova R. V. Redistribution of hydrogen in bars of aluminum alloys D16 and AK4-1 under the influence of internal stresses. Metals. 2011. No. 1. P. 70 [in Russian].19. Chernyshova T. A., Kobeleva L. I. Aging processes in dispersion-strengthened composite materials based on D16 aluminum alloy. Metals. 2010. No. 5. Р. 52–63 [in Russian].20. Abolikhina E. V., Molyar A. G. Corrosion of aircraft structures made of aluminum alloys. Physical and chemical mechanics of materials. 2003. No. 6. Р. 106-110 [in Russian].21. Ostash O. P., Andreiko I. M., Golovatyuk Yu .V., Semenets O. I. The injection of a corrosive medium on the automatic durability of degraded aluminum alloys of type D16 and V.95. Physical and chemical mechanics of materials. 2008. No. 5. Р. 75–84 [in Ukrainian].22. Abolikhina O. V., Chernega S. M. Degradation of V93T alloy during operation of aircraft An. Scientific notes. - 2011 - Vip. 31. - Р. 4-7 [in Ukrainian].23. Abolikhina E. V., Semenets A. I., Eretin A. P. Corrosion resistance of the upper wing panels of An-24, An-26 aircraft. Open information and computer technologies; Sat. scientific tr. nat. aerospace un-ta im. NOT. Zhukovsky "KhAI". 2009. Issue. 42. Р. 27-38 [in Russian].24. Abolikhina E. V., Semenets A. I., Eretin A. P. Corrosion resistance of the skins of the lower panels of the wing boxes of An-24, An-26 aircraft. Open information and computer technologies; collection of scientific tr. nat. aerospace un-ta im. N.E. Zhukovsky "KhAI". 2009. Issue. 41. P.76-91 [in Russian].25. Shi P., Mahadevan S. Corrosion fatigue and multiple site damage reliability analysis. Internation Journal of Fatigue. 2003. P. 457-469 [in English].26. Sinyavsky V. S. Corrosion properties of pressed semi-finished products from aluminum alloys D16ch and 1933 under static and cyclic loading. Technol. easy alloys. 2011. No. 4. P. 101–104 [in Russian].27. Ostash O. P., Andreiko G. M., Golovatyuk Yu. V., Kovalchuk L. B. Structural-phase mill and physical-mechanical power of degrading aluminum alloys of type D16 and V95. Physical and chemical mechanics of materials. 2008. 44. No. 6. P. 5–11 [in Ukrainian].28. Kutaitseva E. I., Filippova Z. G., Butusova I. V. Influence of some elements on the processes of recrystallization of alloys used for sheet cladding. Sat. articles "Wrought aluminum alloys".Ed. doc. tech. Sciences I.N. Friedlander, Dr. tech. Sciences V.I. Dobatkin and Cand. tech. Sciences E.D. Zakharov. M.: Oborongiz, 1961. Р. 53–58 [in Russian].29. Novikov I. I., Semenov A. E. Hot brittleness of B95 type alloys. Sat. articles "Wrought aluminum alloys". Ed. doc. tech. Sciences I.N. Friedlander, Dr. tech. Sciences V.I. Dobatkin and Cand. tech. Sciences E.D. Zakharov. M. : Oborongiz. 1961. Р. 189–194 [in Russian].30. Aleksandrov V. D. Investigation of the surface of aluminum alloys hardened by alloying during laser heating. Technol. met. 2003. No. 7. P. 9–13 [in Russian].31. Kirpichev V. A., Ivanov D. V., Saushkin M. N. Residual stresses in specimens from V95 and D16T alloys after air shot blasting. Vestn. Samar. state tech. university Ser. Phys.-Math. science. 2009. No. 2. Р. 260–263 [in Russian].32. Gridin A. Yu., Shaper M., Danchenko V. I. Obtaining strips from high-strength aluminum alloys by roll casting-rolling. Processing of materials by pressure. 2011. No. 3 (28). Р. 184-194 [in Russian].33. Nogovitsyn A. V., Narivskii A. V., Baranov I. R., Shkolyarenko V. P., Shapoval V. I. Technology for producing sheet products from alloy D16 on a roll casting plant. Сasting processes. 2017. No. 3. Р. 37–42 [in Russian].34. Ferry M. Direct strip casting of metals and alloys / M. Ferry. – Boca Raton, FL, USA: CRC Press, 2006. 276 p. [in English].35. Gras Ch, Meredith M., Gatenby K., Hund J.D. Defect formation in twin roll-cast AA 3xxx and 5xxx series aluminium alloys. Materials Science Forum, 2002. Vol. 396-402. P. 89-94 [in English].36. Haga T., Ikawa M., Wtari H., Kumai S. Aluminium alloys strip casting usingan unequal diameter twin roll caster. Journal of Materials Processing Technology. 2006. Vol. 172. P. 271 – 276 [in English].37. Nogovitsin O.V., Nuradinov A.S., Prigunova A.G., Kutsova V.Z., Ayupova T.A., Nuradinov I.A. The structure and authority of the cast line in the technological language "roll casting - hot rolling - thermal processing". Metal science and processing of metals. 2020. No. 2. V. 26. Р. 49 – 59 [in Ukrainian]. |
| publisher |
National Academy of Sciences of Ukraine, Physical-Technological Institute of Metals and Alloys of NAS of Ukraine |
| publishDate |
2023 |
| url |
https://plit-periodical.org.ua/index.php/plit/article/view/structural-aluminum-alloys-alcumg-and-alznmgsu-systems-aircraft- |
| work_keys_str_mv |
AT prigunovaag structuralaluminumalloysofthealcumgandalznmgsusystemsinaircraftconstructionreview AT nedužijam structuralaluminumalloysofthealcumgandalznmgsusystemsinaircraftconstructionreview AT prigunovaag konstrukcíjníalûmíníêvísplavisistemalcumgíalznmgcuvlítakobuduvanníoglâd AT nedužijam konstrukcíjníalûmíníêvísplavisistemalcumgíalznmgcuvlítakobuduvanníoglâd |
| first_indexed |
2025-09-24T17:42:40Z |
| last_indexed |
2025-09-24T17:42:40Z |
| _version_ |
1850424283216478208 |
| spelling |
oai:ojs2.localhost:article-62023-06-03T05:32:43Z Structural aluminum alloys of the Al−Cu−Mg AND Al−Zn−Mg−Сu systems in aircraft construction. Review Конструкційні алюмінієві сплави систем Al−Cu−Mg і Al−Zn−Mg−Cu в літакобудуванні. Огляд Пригунова, А. Г. Недужий, А. М. конструкційні алюмінієві сплави, що деформуються легування механічні властивості корозійна стійкість термічна обробка літакобудування хімічний та фазовий склад deformable structural aluminum alloys alloying mechanical properties corrosion resistance heat treatment aircraft construction chemical and phase composition УДК 669.2/.8:669.715:629.7:629.5 A review of scientific and technical information on structural deformable aluminum alloys, Al-Cu-Mg (series 2xxx) and Al-Zn-Mg-Cu (series 7xxx) systems was conducted. Their chemical and phase composition, alloying methods, mechanical and operational properties, influence of technological factors were analyzed. Examples of the use of these alloys in aircraft construction are given. It is shown that among the alloys of the Al-Cu-Mg system (D1, B65, D16, D16ч, 1163, D19, etc.), the strongest is D16 and its improved modifications D16ч and 1163, the mechanical properties of which in the heat-hardened state are equal to low-carbon steels. Alloys D16, D16оч, 1163 have high strength characteristics at 20 0С and elevated temperatures, especially in the form of sheets and pressed parts. Therefore, it is a common material for the manufacture of aircraft skins in the engine area, which is subject to heating. However, an increase in strength leads to a decrease in plasticity. Alloys based on the Al-Zn-Cu-Mg system (В95, В95пч, В95оч, В96, В96Ц, В96Ц1, В96Ц3, В94, В93, В92, etc.) are the most high-strength among deformable aluminum alloys, so they are widely used in responsible power elements of aircraft and rocket engineering in the form of pressed and forged products. The strongest of them is B96Ц, especially its modification B96Ц1, in which, unlike the B95 alloy, manganese and chromium are partially or completely replaced by zirconium. The B95 alloy has high compressive strength and is used to cover the upper surface of aircraft wings, which is in a compressed state during flight. The inner surface of the wing is made of D16, D16ч, 1163 alloys that withstand tensile loads in flight. In terms of strength, the B95 alloy exceeds the similar characteristics of the D16 alloy by 20-25%, and in terms of yield strength by 40%. Replacing the D16 alloy with B95 makes it possible to reduce the weight of the aircraft to 5 tons. Almost all the large-sized stamped parts for the world’s largest turboprop An-22 “Antey” transport aircraft are made from the B93 forging alloy, which is alloyed with iron and heat-treated according to the T1 regime.The main disadvantage of high-strength alloys of the Al-Cu-Mg and Al-Zn-Mg-Cu systems is their tendency to degrade, which is caused by the action of various types of loads and corrosive environments during aircraft and flight basing and is accompanied by the development of fatigue or corrosion-fatigue cracks. Alternative points of view regarding the causes of these phenomena and ways of improving the properties of products made of these alloys by alloying, thermal and deformation treatments are considered. References 1. Friedlyander I. N. High-strength deformable aluminum alloys. M.: HNTI Oborongiz, 1960. 291 p. [in Russian].2. Friedlyander I. N. Aluminum deformable structural alloys. M.: Metallurgy, 1979. 208 p. [in Russian].3. Beletsky V. M., Kryvov G. A. Aluminum alloys (Composition, properties, application): Reference ed. Ed. Academician I.N. Friedlander. – Kyiv: ZAO KOMINTECH, 2005. 365 p.4. Abolikhina O. V. Material aspects of the elimination and evolution of defects that determine the resource of exploitation of aluminum structures of aircraft / Dis ... cand. tech. Sciences: 05.16.01. Kiev: National Technical University "KPI" named after. I. Sikorsky, 2018. 215 p. [in Ukrainian].5. Danchenko V. N., Milenin A. A., Golovko A. N. Production of profiles from aluminum alloys. Theory and technology. Dnipropetrovsk: DNVP "System Technologies", 2001. 448 p. [in Russian].6. Verkhovlyuk A. M., Shcheretskyi O. A., Kanibolotskyi D. S., Dovbenko V. V. The influence of technological factors on the properties of a high-strength aluminum alloy of the Al-Zn-Mg-Cu system. Metallurgy and metal processing. 2020. No. 1. P. 27-36 [in Ukrainian].7. Welch P. I., Pikard A. C. The effect of texture on fatigue crack propagation in aluminium alloy 7075. Aluminium. 1985. V. 61. № 5. P. 332–335 [in English].8. Fridlyander I. N. High-strength alloys of the Al-Zn-Mg-Cu system. M.: Mashinostroenie, 2001. T. 2. Р. 94-128 [in Russian].9. Galatsky B. D., Tulyankin F. V., Fridyander I. N. Ways to improve the mechanical properties of pressed profiles and bars of alloy D16. Sat. articles "Wrought aluminum alloys". Ed. doc. tech. Sciences I.N. Friedlander, Dr. tech. Sciences V.I. Dobatkin and Cand. tech. Sciences E.D. Zakharov. M. : Oborongiz. 1961. Р. 95 – 103 [in Russian].10. Kozlovskaya V. P., Vasilyeva N. I., Karpovich Yu. M. Conditions for obtaining pressed products from D16 aluminum alloy with high strength at room and elevated temperatures. Sat. articles "Deformable aluminum alloys". Ed. dr. technical of Sciences I.N. Friedlyandera, Dr. technical of Sciences V.I. Dobatkina and Ph.D. technical of Sciences E.D. Zakharova. M.: Oborongiz. 1961. P. 64-75 [in Russian].11. Matveev B. I., Kopytova M. V. Influence of manganese content, temperature and degree of deformation on the mechanical properties of large profiles from alloy B95. Sat. articles "Wrought aluminum alloys". Ed. doc. tech. Sciences I.N. Friedlander, Dr. tech. Sciences V.I. Dobatkin and Cand. tech. Sciences E. D. Zakharov. M. : Oborongiz. 1961. Р. 76–84 [in Russian].12. Teitel I. L. Study of the process of crystallization and cooling of aluminum alloy ingots with a diameter of up to 800 mm using a continuous casting method. Sat. articles "Wrought aluminum alloys". Ed. doc. tech. Sciences I.N. Friedlander, Dr. tech. Sciences V.I. Dobatkin and Cand. tech. Sciences E. D. Zakharov. M. : Oborongiz. 1961. Р. 200 – 209 [in Russian].13. Nikitaeva O. G., Kutaitseva E. I., Romanova O. A., Karpovich Yu. M., Kondratieva N. B. Influence of aluminum purity on mechanical properties and heat resistance of aluminum alloys. Sat. articles "Wrought aluminum alloys". Ed. doc. tech. Sciences I.N. Friedlander, Dr. tech. Sciences V. I. Dobatkin and Cand. tech. Sciences E. D. Zakharov. M. : Oborongiz. 1961. Р. 30 – 43 [in Russian].14. Nogovitsyn O. V., Lakhnenko V. L., Baranov I. R. Influence of the cooling rate on the formation of the primary structure of deformable aluminum alloys. Metallurgy and metal processing. 2021. No. 1. P. 3-8 [in Ukrainian].15. Khalikova G. R., Trifonov V. G. The influence of the structure formed during crystallization under high pressure on the strength characteristics of wrought aluminum alloys D16 and V96Ts. Report Open school-conference of the CIS countries “Ultrafine-grained and nanostructured materials”, Ufa, August 4-9, 2008. Prospect. mater. 2009, Spec. issue, No. 7. Р. 332 – 336 [in Russian].16. Trifonov V. G., Khalikova G. R. Peculiarities of structure formation in D16 aluminum alloy under various liquid forging conditions. Materials Science. 2009. No. 7. Р. 37 – 43 [in Russian].17. Galatsky B. D. Causes of softening of thin-walled duralumin profiles depending on the hardening conditions. Sat. articles "Wrought aluminum alloys". Ed. doc. tech. Sciences I.N. Friedlander, Dr. tech. Sciences V.I. Dobatkin and Cand. tech. Sciences E. D. Zakharov. M.: Oborongiz, 1961. Р. 85 – 94 [in Russian]18. Antipin V. P., Tyulpakova R. V. Redistribution of hydrogen in bars of aluminum alloys D16 and AK4-1 under the influence of internal stresses. Metals. 2011. No. 1. P. 70 [in Russian].19. Chernyshova T. A., Kobeleva L. I. Aging processes in dispersion-strengthened composite materials based on D16 aluminum alloy. Metals. 2010. No. 5. Р. 52–63 [in Russian].20. Abolikhina E. V., Molyar A. G. Corrosion of aircraft structures made of aluminum alloys. Physical and chemical mechanics of materials. 2003. No. 6. Р. 106-110 [in Russian].21. Ostash O. P., Andreiko I. M., Golovatyuk Yu .V., Semenets O. I. The injection of a corrosive medium on the automatic durability of degraded aluminum alloys of type D16 and V.95. Physical and chemical mechanics of materials. 2008. No. 5. Р. 75–84 [in Ukrainian].22. Abolikhina O. V., Chernega S. M. Degradation of V93T alloy during operation of aircraft An. Scientific notes. - 2011 - Vip. 31. - Р. 4-7 [in Ukrainian].23. Abolikhina E. V., Semenets A. I., Eretin A. P. Corrosion resistance of the upper wing panels of An-24, An-26 aircraft. Open information and computer technologies; Sat. scientific tr. nat. aerospace un-ta im. NOT. Zhukovsky "KhAI". 2009. Issue. 42. Р. 27-38 [in Russian].24. Abolikhina E. V., Semenets A. I., Eretin A. P. Corrosion resistance of the skins of the lower panels of the wing boxes of An-24, An-26 aircraft. Open information and computer technologies; collection of scientific tr. nat. aerospace un-ta im. N.E. Zhukovsky "KhAI". 2009. Issue. 41. P.76-91 [in Russian].25. Shi P., Mahadevan S. Corrosion fatigue and multiple site damage reliability analysis. Internation Journal of Fatigue. 2003. P. 457-469 [in English].26. Sinyavsky V. S. Corrosion properties of pressed semi-finished products from aluminum alloys D16ch and 1933 under static and cyclic loading. Technol. easy alloys. 2011. No. 4. P. 101–104 [in Russian].27. Ostash O. P., Andreiko G. M., Golovatyuk Yu. V., Kovalchuk L. B. Structural-phase mill and physical-mechanical power of degrading aluminum alloys of type D16 and V95. Physical and chemical mechanics of materials. 2008. 44. No. 6. P. 5–11 [in Ukrainian].28. Kutaitseva E. I., Filippova Z. G., Butusova I. V. Influence of some elements on the processes of recrystallization of alloys used for sheet cladding. Sat. articles "Wrought aluminum alloys".Ed. doc. tech. Sciences I.N. Friedlander, Dr. tech. Sciences V.I. Dobatkin and Cand. tech. Sciences E.D. Zakharov. M.: Oborongiz, 1961. Р. 53–58 [in Russian].29. Novikov I. I., Semenov A. E. Hot brittleness of B95 type alloys. Sat. articles "Wrought aluminum alloys". Ed. doc. tech. Sciences I.N. Friedlander, Dr. tech. Sciences V.I. Dobatkin and Cand. tech. Sciences E.D. Zakharov. M. : Oborongiz. 1961. Р. 189–194 [in Russian].30. Aleksandrov V. D. Investigation of the surface of aluminum alloys hardened by alloying during laser heating. Technol. met. 2003. No. 7. P. 9–13 [in Russian].31. Kirpichev V. A., Ivanov D. V., Saushkin M. N. Residual stresses in specimens from V95 and D16T alloys after air shot blasting. Vestn. Samar. state tech. university Ser. Phys.-Math. science. 2009. No. 2. Р. 260–263 [in Russian].32. Gridin A. Yu., Shaper M., Danchenko V. I. Obtaining strips from high-strength aluminum alloys by roll casting-rolling. Processing of materials by pressure. 2011. No. 3 (28). Р. 184-194 [in Russian].33. Nogovitsyn A. V., Narivskii A. V., Baranov I. R., Shkolyarenko V. P., Shapoval V. I. Technology for producing sheet products from alloy D16 on a roll casting plant. Сasting processes. 2017. No. 3. Р. 37–42 [in Russian].34. Ferry M. Direct strip casting of metals and alloys / M. Ferry. – Boca Raton, FL, USA: CRC Press, 2006. 276 p. [in English].35. Gras Ch, Meredith M., Gatenby K., Hund J.D. Defect formation in twin roll-cast AA 3xxx and 5xxx series aluminium alloys. Materials Science Forum, 2002. Vol. 396-402. P. 89-94 [in English].36. Haga T., Ikawa M., Wtari H., Kumai S. Aluminium alloys strip casting usingan unequal diameter twin roll caster. Journal of Materials Processing Technology. 2006. Vol. 172. P. 271 – 276 [in English].37. Nogovitsin O.V., Nuradinov A.S., Prigunova A.G., Kutsova V.Z., Ayupova T.A., Nuradinov I.A. The structure and authority of the cast line in the technological language "roll casting - hot rolling - thermal processing". Metal science and processing of metals. 2020. No. 2. V. 26. Р. 49 – 59 [in Ukrainian]. УДК 669.2/.8:669.715:629.7:629.5 Проведено огляд науково-технічної інформації щодо конструкційних алюмінієвих сплавів, що деформуються, систем Al-Cu-Mg (серія 2ххх) і Al-Zn-Mg-Cu (серія 7ххх). Проаналізовано їх хімічний та фазовий склад, способи легування, механічні та експлуатаційні властивості, вплив на них технологічних факторів. Наведено приклади застосування цих сплавів у літакобудуванні. Показано, що серед сплавів системи Al-Cu-Mg (Д1, В65, Д16, Д16ч,1163, Д19 та ін.) найбільшміцним є Д16 та його удосконалені модифікації Д16ч і 1163, механічні властивості яких в термозміцненому стані дорівнюють низьковуглецевим сталям. Сплави Д16, Д16ч, 1163 мають високі міцнісні характеристики при 20 0С і підвищених температурах, особливо у вигляді листів і пресованих деталей. Тому є розповсюдженим матеріалом для виготовлення обшивки літаків у зоні двигунів, яка піддається нагріванню. Проте підвищення міцності призводить до зменшення пластичності. Сплави на основі системи Al-Zn-Cu-Mg (В95, В95пч, В95оч, В96, В96Ц, В96Ц1, В96Ц3, В94, В93, В92 та ін.) є найбільш високоміцними серед алюмінієвих сплавів, що деформуються, тому широко використовуються у відповідальних силових елементах авіа- та ракетобудування у вигляді пресованих і кованих виробів. Найбільш міцний з них В96Ц, особливо його модифікація В96Ц1, в яких, на відміну від сплаву В95, марганець і хром частково або повністю замінено на цирконій. Сплав В95 має високу міцність при стисканні і застосовується для обшивки верхньої поверхні крил літаків, яка під час польоту знаходиться в стиснутому стані. Внутрішня поверхня крила виготовляється зі сплавів Д16, Д16ч, 1163 що витримують у польоті розтягуючі навантаження. За міцністю сплав В95 на 20-25 %, а за межею плинності на 40 % перевищує аналогічні характеристики сплаву Д16. Заміна сплаву Д16 на В95 дозволяє знизити вагу літака до 5 тонн. Практично всі великогабаритні штамповані деталі для найбільшого в світі турбогвинтового транспортного літака Ан-22 «Антей» виготовляються з кувального сплаву В93, який легований залізом і термооброблений за режимом Т1. Головним недоліком високоміцних сплавів систем Al-Cu-Mg і Al-Zn-Mg-Cu є схильність до деградації, що зумовлено дією різних типів навантажень та корозійного середовища під час базування літаків та польотів і супроводжується розвитком втомних або корозійно-втомних тріщин. Розглянуто альтернативні точки зору стосовно причин цих явищ і шляхи підвищення властивостей виробів із цих сплавів легуванням, термічною та деформаційною обробками. Список літератури 1. Фридляндер И. Н. Высокопрочные деформируемые алюминиевые сплавы. М.: ГНТИ «Оборонгиз», 1960. 291 с.2. Фридляндер И.Н. Алюминиевые деформируемые конструкционные сплавы. М., «Металлургия», 1979. 208 с.3. Белецкий В. М., Кривов Г. А. Алюминиевые сплавы (Состав, свойства, применение): Справочное изд. Под ред. академика И.Н. Фридляндера. Киев : ЗАО «КОМИНТЕХ», 2005. 365 с.4. Аболіхіна О. В. Матеріалознавчі аспекти утворення та еволюції дефектів, що визначають ресурс експлуатації алюмінієвих конструкцій літаків / Дис… канд. техн. наук.: 05.16.01. Київ: Національний технічний університет «КПІ» ім. І. Сікорського, 2018. 215 с.5. Данченко В. Н., Миленин А. А., Головко А. Н. Производство профилей из алюминиевых сплавов. Теория и технология. Днепропетровск: ДНВП "Системные технологии", 2001. 448 с.6. Верховлюк А. М., Щерецький О. А., Каніболоцький Д. С., Довбенко В. В. Вплив технологічних факторів на властивості високоміцного алюмінієвого сплаву системи Al-Zn-Mg-Cu. Металознавство та обробка металів. 2020. № 1. С. 27-36.7. Welch P. I., Pikard A.C. The effect of texture on fatigue crack propagation in aluminium alloy 7075. Aluminium. 1985. V. 61. № 5. P. 332–335.8. Фридляндер И. Н. Высокопрочные сплавы системы Al-Zn-Mg-Cu. М.: Машиностроение, 2001. Т. 2. С. 94-128.9. Галацкий Б.Д., Тулянкин Ф.В., Фридяндер И. Н. Пути повышения механических свойств прессованных профилей и прутков сплава Д16. Сб. статей «Деформируемые алюминиевые сплавы». Под ред. докт. техн. наук И.Н. Фридляндера, докт. техн. наук В.И. Добаткина и канд. техн. наук Е. Д. Захарова. М.: Оборонгиз. 1961. С. 95–103.10. Козловская В. П., Васильева Н. И., Карпович Ю.М. Условия получения прессованных изделий из алюминиевого сплава Д16 с высокой прочностью при комнатной и повышенных температурах. Сб. статей «Деформируемые алюминиевые сплавы». Под ред. докт. техн. наук И.Н. Фридляндера, докт. техн. наук В. И. Добаткина и канд. техн. наук Е. Д. Захарова. М.: Оборонгиз. 1961. С. 64–75.11. Матвеев Б. И., Копытова М. В. Влияние содержания марганца, температуры и степени деформации на механические свойства крупных профилей из сплава В95. Сб. статей «Деформируемые алюминиевые сплавы». Под ред. докт. техн. наук И.Н. Фридляндера, докт. техн. наук В. И. Добаткина и канд. техн. наук Е. Д. Захарова. М.: Оборонгиз. 1961. С. 76–84.12. Тейтель И.Л. Исследование процесса кристаллизации и охлаждения слитков алюминиевых сплавов диаметром до 800 мм при непрерывном методе литья. Сб. статей «Деформируемые алюминиевые сплавы». Под ред. докт. техн. наук И.Н. Фридлянде- ра, докт. техн. наук В. И. Добаткина и канд. техн. наук Е. Д. Захарова. М.: Оборонгиз. 1961. С. 200–209.13. Никитаева О. Г., Кутайцева Е. И., Романова О. А., Карпович Ю. М., Кондратьева Н. Б. Влияние чистоты алюминия на механические свойства и теплопрочность алюминиевых сплавов. Сб. статей «Деформируемые алюминиевые сплавы». Под ред. докт. техн. наук И.Н. Фридляндера, докт. техн. наук В.И. Добаткина и канд. техн. наук Е.Д. Захарова. М.: Оборонгиз. 1961. С. 30–43.14. Ноговіцин О. В., Лахненко В. Л., Баранов І. Р Вплив швидкості охолодження на формування первинної структури алюмінієвих сплавів, що деформуються. Металознавство та обробка металів. 2021. № 1. С. 3-8.15. Халикова Г. Р., Трифонов В. Г. Влияние формирующейся при кристаллизации под высоким давлением структуры на прочностные характеристики деформируемых алюминиевых сплавов Д16 и В96Ц. Докл. Открытая школа-конференция стран СНГ “Ультрамелкозернистые и наноструктурные материалы”, Уфа, 4-9 авг., 2008. Перспект. матер. 2009, Спец. вып., № 7. С. 332–336.16. Трифонов В. Г., Халикова Г. Р. Особенности формирования структуры в алюминиевом сплаве Д16 в различных условиях жидкой штамповки. Материаловедение. 2009. № 7. С. 37–43.17. Галацкий Б. Д. Причины разупрочнения тонкостенных профилей из дуралюмина в зависимости от условий закалки. Сб. статей «Деформируемые алюминиевые сплавы». Под ред. докт. техн. наук И. Н. Фридляндера, докт. техн. наук В. И. Добаткина и канд. техн. наук Е. Д. Захарова. М.: Оборонгиз, 1961. С. 85–9418. Антипин В. П., Тюльпакова Р. В. Перераспределение водорода в прутках алюминиевых сплавов Д16 и АК4-1 под влиянием внутренних напряжений. Металлы. 2011. № 1. С. 70.19. Чернышова Т. А., Кобелева Л. И. Процессы старения в дисперсноупрочненных композиционных материалах на базе алюминиевого сплава Д16. Металлы. 2010. № 5. С. 52–63.20. Аболихина Е. В., Моляр А. Г. Коррозия самолетных конструкций из алюминиевых сплавов. Фізико-хімічна механіка матеріалів. 2003. № 6. С. 106-110.21. Осташ О. П., Андрейко І. М., Головатюк Ю. В., Семенець О. І. Вплив корозивного середовища на втомну довговічність деградованих алюмінієвих сплавів типу Д16 і В95. Фізико-хімічна механіка матеріалів. 2008. № 5. С. 75–84.22. Аболіхіна О.В., Чернега С.М. Деградація сплаву В93Т при експлуатації літаків Ан. Наукові нотатки. - 2011 р. - Вип. 31. - С. 4-723. Аболихина Е. В., Семенец А. И., Еретин А. П. Коррозионная стойкость верхних панелей крыльев самолетов Ан-24, Ан-26. Открытые информационные и компьютерные технологии; сб. науч. тр. нац. аэрокосм. ун-та им. Н. Е. Жуковского «ХАИ». 2009. Вып. 42. С. 27-38.24. Аболихина Е.В., Семенец А.И., Еретин А.П. Коррозионная стойкость обшивок нижних панелей кессонов крыла самолетов Ан-24, Ан-26. Открытые информационные и компьютерные технологии; сб.науч. тр. нац. аэрокосм. ун-та им. Н. Е.Жуковского «ХАИ». 2009. Вып. 41. С.76-91.25. Shi P., Mahadevan S. Corrosion fatigue and multiple site damage reliability analysis. Internation Jornal of Fatigue. 2003. P. 457-469.26. Синявский В.С. Коррозионные свойства прессованных полуфабрикатов из алюминиевых сплавов Д16ч и 1933 при статическом и циклическом нагружении. Технол. легк. сплавов. 2011. № 4. С. 101–104.27. Осташ О. П., Андрейко Г. М., Головатюк Ю. В., Ковальчук Л. Б. Структурно-фазовий стан і фізико-механічні властивості деградованих алюмінієвих сплавів типу Д16 і В95. Фізико-хімічна механіка матеріалів. 2008. 44. № 6. С. 5–11.28. Кутайцева Е. И., Филиппова З. Г., Бутусова И. В. Влияние некоторых элементов на процессы рекристаллизации сплавов, применяемых для плакировки листов. Сб. статей «Деформируемые алюминиевые сплавы». Под ред. докт. техн. наук И.Н. Фридляндера, докт. техн. наук В. И. Добаткина и канд. техн. наук Е. Д. Захарова. М.: Оборонгиз, 1961. С. 53–58.29. Новиков И. И., Семенов А. Е. Горячеломкость сплавов типа В95. Сб. статей «Деформируемые алюминиевые сплавы». Под ред. докт. техн. наук И.Н. Фридляндера, докт. техн. наук В.И. Добаткина и канд. техн. наук Е. Д. Захарова. М.: Оборонгиз. 1961. С. 189–194.30. Александров В. Д. Исследование поверхности алюминиевых сплавов, упрочненной легированием при лазерном нагреве. Технол. мет. 2003. № 7. С. 9–13.31. Кирпичев В. А., Иванов Д. В., Саушкин М. Н. Остаточные напряжения в образцах из сплавов В95 и Д16Т после пневмодробеструйной обработки. Вестн. Самар. гос. техн. ун-та. Сер. Физ.-мат. науки. 2009. № 2. С. 260–263.32. Гридин А.Ю., Шапер М., Данченко В.И. Получение полос из высокопрочных алюминиевых сплавов валковой разливкой-прокаткой. Обработка материалов давлением. 2011. № 3 (28). С. 184-194.33. Ноговицын А.В., Наривский А.В., Баранов И.Р., Школяренко В.П., Шаповал В.И. Технология получения листового проката из сплава Д16 на валковой разливочной установке. Процессы литья. 2017. № 3. С. 37–42.34. Ferry M. Direct strip casting of metals and alloys / M. Ferry. – Boca Raton, FL, USA: CRC Press, 2006. 276 p.35. Gras Ch, Meredith M., Gatenby K., Hund J.D. Defect formation in twin roll-cast AA 3xxx and 5xxx series aluminium alloys. Materials Science Forum, 2002. Vol. 396-402. P.89-94.36. Haga T., Ikawa M., Wtari H., Kumai S. Aluminium alloys strip casting usingan unequal diameter twin roll caster. Journal of Materials Processing Technology. 2006. Vol. 172. P. 271–276.37. Ноговіцин О.В., Нурадинов А.С., Пригунова А.Г., Куцова В.З., Аюпова Т.А., Нурадінов І.А. Структура і властивості литої стрічки в технологічному ланцюжку «валкова розливка – гаряча прокатка –термічна обробка». Металознавство та обробка металів. 2020. № 2. Т. 26. С. 49–59. National Academy of Sciences of Ukraine, Physical-Technological Institute of Metals and Alloys of NAS of Ukraine 2023-05-26 Article Article application/pdf https://plit-periodical.org.ua/index.php/plit/article/view/structural-aluminum-alloys-alcumg-and-alznmgsu-systems-aircraft- 10.15407/plit2023.01.054 Casting processes; Casting processes №1 (151) 2023 Процеси лиття; Процеси лиття №1 (151) 2023 2707-1626 0235-5884 uk https://plit-periodical.org.ua/index.php/plit/article/view/structural-aluminum-alloys-alcumg-and-alznmgsu-systems-aircraft-/2 Авторське право (c) 2022 А. Г. Пригунова, А. М. Недужий https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ |