Конструкционный материал

Изобретение относится к области авиации, а именно к конструкционным материалам, и может быть использовано во всех конструкциях, работающих при циклических внешних нагрузках или ци лическом внутреннем давлении, к которым предъявляются требования высокой долговечности и живучести.Известен конструкционный материал, состоящий из слоев основного металла, 10 чередующихся с полосками другого металла 13.Недостатки этого конструкционного материала: недостаточное торможение развития трещин, невозможность управ ления скоростью роста усталостной трещины, что не позволяет увеличить его долговечность и живучесть вьппе, чем на 20-ЗОХ от исходной долговечности и живучести слоистой клееной 20 конструкции.Цель изобретения - увеличение долговечности и живучести материала, а также обеспечение возможности регулировки в нем скорости роста усталост-. ной трещины.Указанная цель достигается тем, что в конструкционном материале толщина внешнего слоя основного металла.до первой прослойки составляет 10- 3040 общей толщины всего материала, а суммарная толщина прослоек составляет.20-803 толщины внешнего слоя материа-. ла.На фиг. 1 показан конструкционныйматериал и процесс развития в ней трещины.В поверхностном слое основного металла 1 трещина 2 зарождается в процессе нагружения на изгиб, пересекает 40его, доходит до первой прослойки 3,где происходит ее торможение наопределенный период времени, затемпродолжается через второй слой основного металла до второй прослойки, 45на которой происходит ее развитиетолько но поверхности второй прослойки без пересечения третьего слояосновного металла.50Из этого видно, что с увеличениемколичества прослоек, задержка процесса развития трещины происходит на каждой прослойке при достижении вершиной границы очередного слоя., После чего трещина. определенное время55развивается по этого слоя и только потом идет в глубь него. Таким образом, увеличение долговечности и живучести, а также возможность регулировки скорости трещины достигается путем создания многослойного конструкционного материала состоящегооиз равнопрочных слоев в месте контакта слоев прочность границ заведомо меньшую, чем прочность основных входящих слоев металла.В этом случае поверхностная трещина разрушает сначала только верхний слой металла и под действием внешней нагрузки распространяется до граничной поверхности, без пересечения следующего слоя.Поверхность раздела способствует их неодновременному разрушению и .играет роль барьера, замедляющего развитие трещины в глубь металла.На величину долговечности и живучести многослойного материала, а также на величину скорости развития трещины влияет вид материала тонкой прослойки и ее толщины. От этих факторов зависит также скорость развития в самой тонкой прослойке.В том случае, когда определяющим для конструкции является требование минимального веса при повышении долговечности и живучести до 30-403 по сравнению с однослойным монометаллом либо клеевым конструкционным материалом, предлагаемый материал состоит из чередующихся однородных сплавов, например прочного дюралюминиевого сплава типа Д 16, В 95 и др, и мягкого пластичного алюминия, при этом толщина каждой мягкой прослойки или суммарная толщина нескольких таких прослоек составляет не более 403 толщины внешнего слоя основного металла, так как дальнейшее увеличение толщины более мягкой и менее прочной прослойки значительно снижает общую прочность конструкционного материала в целом. Если же по условиям работы определяющим для конструкции является требование максимально возможной долговечности и живучести, то.предлагаемый материал состоит из чередующихся разнородных сплавов, например алюмини-,евого сплава Д 16, В 95 и др, и титанового сплава типа ВТ 1-0, ОТ 4-1 идр при этом толщина каждой болеепрочной и твердой прослойки или сум- омарная толщина нескольких такихпрослоек составляет не более 803 тол029536 ала. Составитель В. АйриянцРедактор О. Кузнецова Хехред Ж.Кастелевич Корректор С. Шекмар Заказ 3936/4 Тираж 434 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам.изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 ф Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 шины слоя основного металла, т.к. дальнейшее увеличение толщины прослойки приводит к значительному увеличению удельного веса конструкционного материала. 5В обоих рассмотренных случаях сохраняется общий признак конструкционного материала-оптимальная толщина внешнего слоя основного металла составляет 10-407 общей толщины материБлагодаря тому, что толщина внешнего слоя основного металла до первой прослойки составляет 10-40 Х общей толщины всего материала, а суммарная толщина прослоек составляет 20-803 общей толщины внешнего слоя материала, увеличивается долговечность и живучесть материала, а также обеспечивается возможность регу-. лирования роста усталостной трещины.