Способ обработки металлических элементов конструкции воздушных судов

Изобретение относится к области металлообработки, в частности к восстановлению прочностных свойств металлических изделий. Для восстановления прочностных свойств металлических элементов конструкции воздушных судов, снизившихся в результате действия натекающих на них в процессе эксплуатации воздушных потоков, металлический элемент подвергают воздействию пульсирующего дозвукового воздушного потока, имеющего частоту 400-2000 Гц и звуковое давление 40-140 дБ, при комнатной температуре в направлении, противоположном направлению воздействия натекающего воздушного потока в процессе эксплуатации. 1 з.п. ф-лы.

 

Заявляемое изобретение относится к области металлообработки, в частности к восстановлению прочностных свойств металлических изделий.

Изменения структуры и свойств металлических материалов, в том числе используемых для изготовления элементов конструкций авиационной техники, возникающие при обдуве дозвуковыми нестационарными воздушными потоками могут оказывать, в зависимости от направления и параметров натекающего потока, как положительное, так и отрицательное влияние на конструктивную прочность.

Поэтому элементы конструкции воздушных судов, подвергающиеся в процессе эксплуатации воздействию нестационарных воздушных потоков, нуждаются в должном контроле на предмет образования не только трещин, но и областей с измененной плотностью дефектов кристаллического строения, которые также могут оказывать влияние на прочностные свойства.

Целью восстановительного ремонта металлических элементов конструкции воздушных судов является обеспечение доэксплуатационного уровня их прочностных свойств.

Актуальной является задача разработки бездеформационных способов, позволяющих восстановить первоначальные прочностные свойства подобных деталей, снизившихся под действием эксплуатационных факторов.

Известен способ термообработки изделий из конструкционных сталей (см. патент RU 2561611 С2, 27.08.2015 г. Бюл. №16) включающий закалку и высокий отпуск изделия с последующей обработкой изделия путем воздействия на него в течение 35 мин пульсирующим газовым потоком со скоростью от 25 до 30 м/с, частотой колебаний от 600 до 1000 Гц и переменным звуковым давлением от 80 до 90 дБ. Изобретение позволило получить технический результат, а именно повысить надежность термоулучшенных конструкционных сталей за счет повышения значений показателей ударной вязкости и пластичности без снижения показателей прочности.

Основным недостатком данного известного способа является ограничение его применимости термоулучшенными стальными изделиями.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ снятия растягивающих остаточных напряжений на поверхности металлических изделий (см. патент RU 2458155 С1, 10.08.2012 г. Бюл. №22) принятый в качестве ближайшего аналога.

Снятие растягивающих остаточных напряжений на поверхности металлических изделий осуществляют за счет воздействия на них пульсирующего дозвукового воздушного потока, имеющего частоту 1130-2100 Гц и звуковое давление 120-140 дБ при комнатной температуре.

Изобретение позволило получить технический результат, а именно: расширить номенклатуру обрабатываемых металлических изделий, а также повысить надежность и долговечность за счет снятия растягивающих остаточных напряжений на их поверхности без применения термической обработки.

Основным недостатком данного известного способа является то, что он не обеспечивает восстановление прочностных свойств металлических изделий, снизившихся в процессе эксплуатации.

Перед заявляемым изобретением поставлена задача восстановления прочностных свойств металлических элементов конструкции воздушных судов, снизившихся в результате действия натекающих на них в процессе эксплуатации воздушных потоков.

Решение поставленной задачи достигается тем, что металлический элемент конструкции воздушного судна подвергают воздействию пульсирующего дозвукового воздушного потока, имеющего частоту 400-2000 Гц и звуковое давление 40-140 дБ при комнатной температуре в направлении, противоположном направлению воздействия натекающего воздушного потока в процессе эксплуатации.

Таким образом изобретение позволило получить технический результат, а именно восстановить прочностные свойства металлического элемента конструкции воздушного судна.

Заявляемое изобретение реализуется следующим образом:

Металлический элемент конструкции воздушного судна, прочностные свойства которого снизились в результате натекания на него воздушного потока при осуществлении эксплуатации, без предварительного нагрева подвергают воздействию пульсирующего дозвукового воздушного потока, имеющего частоту 400-2000 Гц и звуковое давление 40-140 дБ при комнатной температуре в направлении, противоположном направлению воздействия натекающего воздушного потока в процессе эксплуатации.

Так, в результате продолжительного натекания нестационарных воздушных потоков со стороны головки стального болта Мб, являющегося крепежным элементом воздушного судна, его изгибная прочность снизилась с 939 МПа до 861 МПа или более чем на 8%.

Обработка данного болта пульсирующим дозвуковым воздушным потоком, имеющем частоту 500 Гц и звуковое давление 40 дБ в течение 20 минут в продольном направлении со стороны торца болта позволила восстановить его изгибную прочность до исходного значения.

Механические волны, генерируемые пульсациями газового потока при взаимодействии с изделием, воздействуя на дислокационную структуру материала металлического изделия, способны оказывать влияние на его прочностные свойства.

С точки зрения дислокационной теории, заблокированным перед препятствиями дислокациям легче двигаться в направлении, противоположном к их движению при исходном воздействии.

Поэтому с целью устранения неблагоприятного для прочностных свойств элементов конструкций воздушных судов, включая крепеж, расположения дислокаций, возникшего под действием натекающих на элементы конструкции воздушных судов в процессе эксплуатации воздушных потоков, эффективна их обработка пульсирующим газовым потоком в направлении, противоположном направлению воздействия натекающего воздушного потока в процессе эксплуатации.

При обработке используются среднечастотные колебания, так как высокочастотные (более 2000 герц) колебания переносят малую долю энергии.

Таким образом изобретение позволило получить технический результат, а именно восстановить прочностные свойства металлического элемента конструкции воздушного судна.

1. Способ обработки металлического элемента конструкции воздушного судна, включающий воздействие на металлический элемент пульсирующим дозвуковым воздушным потоком при комнатной температуре, отличающийся тем, что на металлический элемент воздействуют пульсирующим дозвуковым воздушным потоком с частотой 400-2000 Гц и звуковым давлением 40-140 дБ в направлении, противоположном направлению воздействия натекающего воздушного потока в процессе эксплуатации металлического элемента.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что обработке подвергают металлический крепежный элемент в виде болта.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности. Способ включает вальцевание полотна пилы роликами по заданным кольцевым зонам с опережающим индукционным нагревом материала перед фронтом рабочей поверхности ролика до состояния пластификации материала в зоне нагрева, формированием ребер жесткости и обеспечением сплошности материала полотна пилы в зоне вальцевания, ширина локального кольцевого следа нагрева превышает след вальцевания в 2-2,5 раза, а высота ребра жесткости меньше величины уширения зубчатой кромки на сторону, что позволяет повысить жесткость и динамическую устойчивость пилы.

Изобретение относится к металлургии и машиностроению и может быть использовано для закалки изделий, выполненных из углеродистых и легированных сталей. Для повышения эффективности охлаждения и расширения диапазона закаливания металлических изделий охлаждающую среду подают на заданном расстоянии от выхода закаливаемого изделия из деформирующих роликов под углом к поверхности с заданным расходом среды.

Изобретение относится к изготовлению детали путем деформирования стальной пластины при температуре окружающей среды. Осуществляют вырезку пластины по размеру из стального полотна или листа при температуре окружающей среды.

Изобретение относится к области металлургии. Для обеспечения заданных структурных свойств малых по размеру локальных областей детали и управления ими способ (100) содержит шаги, на которых помещают (102) заготовку в печь (10) для нагревания (104) заготовки до температуры, равной или превышающей температуру аустенизации материала заготовки для перевода материала заготовки в аустенитную фазу, в установке инфракрасного (ИК) нагрева частично нагревают (106) посредством ИК излучения (24) по меньшей мере одну первую область (2а) заготовки, тем самым поддерживая материал указанной по меньшей мере одной первой области заготовки в аустенитной фазе, и помещают (108) заготовку в обрабатывающий блок (30) для формовки и закалки заготовки с целью получения горячештампованной детали.

Изобретение относится к гибко-катаным плоским стальным продуктам из высокопрочной содержащей марганец стали. Предложен гибко-катаный плоский стальной продукт, полученный из высокопрочной содержащей марганец стали, со следующим химическим составом, мас.%: С 0,005-0,6; Mn 4-10; Al 0,005-4; Si 0,005-2; В 0,0001-0,05; Р 0,001-0,2; S до 0,05; N 0,001-0,3; при этом остаток - это железо и неизбежные сопутствующие стали элементы, с легированием в качестве опции посредством Cr при его содержании 0,1-4.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к технологии обработки жаропрочных мартенситных сплавов, применяемых в энергетической промышленности в качестве конструкционных материалов для производства котлов, роторов и другого оборудования тепловых электростанций нового поколения, работающих при температуре до 650°C.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при штамповке изделий из высокопрочного чугуна. Заготовку нагревают до температуры Т1 и деформируют в штампе.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к технологии получения заготовок из высокомарганцевых сталей аустенитного класса с мелкозернистой структурой, используемых при изготовлении силовых элементов кузова автомобиля.

Изобретение относится к области металлургии. Для повышения прочности и пластичности с сохранением допустимых значений показателя пластичности аустенитную сталь с содержанием марганца более 15 мас.%, алюминия не менее 1,5 мас.% и обладающей TWIP-эффектом подвергают предварительному гомогенизационному отжигу при температуре 1223 – 1423 K в течение 1 ч, последующей горячей ковке при температуре 1223 – 1423 K до суммарной истинной степени деформации в диапазоне 1 - 1,19, затем второму гомогенизационному отжигу при температуре 1223 – 1423 K в течение не менее двух часов, последующей горячей прокатке без промежуточного подогрева при температуре 773 – 1423 K до суммарной истинной деформации в диапазоне 1,6 – 1,99, отжигу в течение в течение 1 ч при 1223-1423 K.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к способу обработки заготовки из аустенитного сплава, обеспечивающей подавление выделения сигма-фазы. Способ включает по меньшей мере один этап обработки, выбираемый из группы, состоящей из термомеханической обработки заготовки и охлаждения заготовки.

Изобретение относится к звену гусеничной ленты. Звено гусеничной ленты для гусеничной системы содержит основание, к которому прикреплены один или несколько гребней и износостойкая пластина.

Изобретение относится к способу изготовления деталей из метастабильной аустенитной в исходном состоянии легкой конструкционной стали посредством пластической деформации листа металла, листовой заготовки или трубы в одной или нескольких фазах, имеющих зависимые от температуры эффекты TRIP (пластичность, обусловленная мартенситным превращением) и TWIP (пластичность, обусловленная двойникованием) во время пластической деформации.
Изобретение относится к области обработки черных металлов, в частности к обработке изделий из среднеуглеродистых легированных конструкционных сталей. Техническим результатом изобретения является повышение значений показателей ударной вязкости и пластичности без снижения показателей прочности.
Изобретение относится к области обработки черных металлов, а более конкретно к обработке металлорежущего инструмента из быстрорежущей стали. Для повышения стойкости инструмента рабочую часть стандартно термоупрочненного инструмента из быстрорежущей стали подвергают воздействию пульсирующего дозвукового воздушного потока, имеющего частоту 1130-2100 Гц и звуковое давление 120-140 дБ при комнатной температуре в течение 10-20 мин.

Изобретение относится к получению дисперсно-упрочненных ультрамелкозернистых материалов путем обработки высокоскоростным потоком порошковых частиц. Способ включает обработку заготовки из металла или сплава потоком порошковых частиц, разогнанных энергией взрыва заряда взрывчатого вещества, в режиме сверхглубокого проникания частиц.

Изобретение относится к области металлургии. Для повышения поверхностной твердости деталей без нарушения качества поверхности деталь подвергают ультразвуковому воздействию в емкости с жидкой средой с помещенным в ней источником акустического излучения с частотой акустических колебаний fрц 20-30 кГц в течение τ=30-45 минут с амплитудой колебательных смещений ξ=7-40 мкм.

Изобретение относится к ножницам для резки длинномерного проката. Ножницы содержат по меньшей мере одно лезвие, изготовленное из стали, химическая композиция которой, выраженная в массовых процентах, состоит из 0,45-0,55% углерода, 0,10-0,30% кремния, 0,20-0,50% марганца, 4,00-5,50% хрома, 2,00-3,00% молибдена, 0,45-0,65% ванадия, остальное - железо и неизбежные примеси и микроструктура которой состоит из отпущенного мартенсита.

Изобретение относится к способу нанесения наноалмазного материала комбинированной электромеханической обработкой и может быть использовано в машиностроительной, авиационной, автомобильной и других отраслях промышленности.
Изобретение относится к области черной металлургии, конкретнее к способам обработки высокопрочных аустенитных сталей, и может быть использовано, например, для изготовления высоконагруженных деталей в машиностроении.

Изобретение относится к ядерной энергетике и может быть использовано для управления сроком службы и превентивного предупреждения аварий на энергоблоках атомных электростанций (АЭС), причиной которых может стать внезапное разрушение или разгерметизация корпуса ядерного реактора.
Наверх