Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов

– ОАО «Каменск-Уральский металлургический завод»;– ОАО «Ступинская металлургическая компания»;– АО «МЗ Электросталь».

По программам сотрудничества с национальными исследовательскими университетами ВИАМ проводит совместные научно-технологические работы по следующим направлениям:

• Металлофизические и физико-механические исследования.
• Свариваемость конструкционных материалов и сплавов.
• Вакуумная и ионно-вакуумная химико-термическая обработка.
• Полимерные композиционные материалы.
• Неразрушающие методы контроля.

• Полимерные композиционные материалы.
• Исследование строения и свойств полимерных композиционных материалов.
• Климатические испытания материалов.

• Металлофизические и физико-механические исследования.
• Алюминиевые сплавы с заданными параметрами структуры и свойств.
• Жаропрочные никелевые и титановые сплавы.

• Оптико-волоконные технологии.
• Металломатричные нанокомпозиционные материалы.
• Исследование строения и свойств материалов.
• Климатические испытания узлов и приборов.

• Специальная металлургия стали и сплавов для машиностроительных производств.
• Металлофизические и физико-механические исследования стали и сплавов.
• Полимерные и композиционные материалы.

• Полимерные и композиционные материалы.
• Наноматериалы и нанотехнологии.
• Исследование строения и свойств полимерных композиционных материалов.
• Климатические испытания материалов.

• Разработка технологий выплавки тугоплавких металлов.
• Разработка технологий нанесения жаростойких покрытий.

EN

История ВЭТЦ ВИАМ

Развитие исследований в области бериллия было обусловлено требованиями ракетно-космической техники и атомной промышленности – создание материалов с малой плотностью, высокими показателями модуля упругости, теплоемкости и механических свойств при повышенных температурах.

С 1946 по 1960 год в ВИАМ впервые в СССР были начаты работы по получению сплавов системы Al–Be и создан опытный плавильный цех, оснащенный вакуумными плавильными печами, что позволило изготовлять сплавы Al–Be в атмосфере аргона и гелия и получить первые положительные результаты. Фундаментальные исследования по изучению сложных диаграмм состояния систем Аl–Ве–Мg, Al–Be–Mg–Zn и других позволили уточнить оптимальные составы и свойства широкой гаммы сплавов с содержанием бериллия до 80%.

В 1958 году разработана технология отливки слитков из сплава АБМ1 в промышленных условиях.

В конце 60-х годов с технической помощью ВИАМ было организовано промышленное производство слитков на Ульбинском металлургическом заводе.

Отсек фюзеляжа из сплава АБМ для экспериментального самолета КБ им. А.С. Яковлева

Детали гироскопа навигационной системы И-21 с покрытиями

С 1960 по 1975 год разработаны технологические основы сварки и пайки бериллия и его сплавов. Применены полуфабрикаты из сплавов АБМ в опытных конструкциях КБ им. М.К. Янгеля и им. В.М. Челомея. Установлены закономерности влияния бериллия в качестве модифицирующей добавки на физико-механические свойства алюминиевых, магниевых и никелевых сплавов.

В 1978 году, учитывая важность работ по широкому применению бериллия и его сплавов в авиационной и ракетно-космической технике, в соответсвии с приказом МАП №45 от 10 марта 1975 года, введен в эксплуатацию Воскресенский экспериментально-технологический центр по специальным материалам (филиал ВИАМ) – для разработки материалов на основе бериллия и технологий их обработки, изготовления опытных партий полуфабрикатов и изделий из них. Тормозные диски космического корабля «Буран»

Тормозные диски космического корабля «Буран»

Широкое применение бериллия в аэрокосмической технике сдерживалось его высокой чувствительностью к концентраторам напряжений, низкой пластичностью при повышенных температу рах (красноломкость), выделением токсичных пыли и аэрозолей при механической и горячей обработке, высокой коррозионной активностью во влажных средах.

Космический корабль «Буран»

Разработанные  для применения в конструкции космического корабля «Буран» изделия:

1 – экспериментальный вал из сплава АБМ4; 2 – экспериментальный сварной раскос изсплава АБМ1; 3 – экспериментальная клепаная панель со стрингерами, изготовленными стесненным изгибом из сплава АБМ1

Задачи были решены после проведения уникальных научных экспериментов и разработки директивных пооперационных технологий изготовления изделий из бериллия и его сплавов, включающих следующие этапы:

• выбор химического и фракционного составов исходных бериллиевых порошков;
• виды, последовательность операций обработки давлением, степень деформации;
• режимы и способы термообработки заготовок;
• вид и величина снятия дефектного слоя;
• неразрушающий контроль;
• нанесение системы защитных покрытий.

С 1975 по 1995 год проведены работы по применению бериллия с покрытиями (высокотемпературное алитирование, детонация плазмы) в деталях гироскопов навигационных систем, а также проведены работы по получению бериллийсодержащих сталей и бериллиевых бронз. Для космического корабля «Буран» были изготовлены крупногабаритные (1200 мм) рамки остекления (опытная партия), разработан сорт бериллия ТШГТ для тормозов и изготовлены 10 комплектов тормозных дисков, в которых бериллий использовался в качестве силового каркаса с разработанной защитой от высокотемпературной газовой (760°С) и контактной (с углеродом) коррозии. Была разработана технология изготовления облегчающих отверстий (с защитой от коррозии) в крупногабаритных корпусах зеркал и несущих конструкций телескопов для фотографических систем, в том числе работающих при криогенных температурах на борту летательных аппаратов или сканирующих устройствах.

С 1995 по 2012 год изготовлена опытная партия проволоки из сплава БрБ2. Разработана технология изготовления бериллиевых фольг (толщиной 0,01–0,15 мм, размером до 100 мм), вакуум-плотных окон с защитным покрытием, применяющихся в медицинских приборах (томография, флюорография, маммография), приборах таможенных служб, промышленности (счетчики, приборы рентгенофазового анализа, контроля сварных швов).

Выходные паяные рентгеновские окна

Стратегические научные направления развития испытательного центра ФГУП «ВИАМ»

ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ И ФУНДАМЕНТАЛЬНО-ОРИЕНТИРОВАННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ:

• фундаментальные исследования тонкой структуры, механизмов деформации и разрушения металлических, интерметаллидных и полимерных материалов, в том числе при воздействии различных факторов (температура, излучение и др.);
• исследования статической и циклической прочности материалов авиационных ГТД и силовых энергетических установок в условиях, имитирующих условия эксплуатации при температурах до 1400°С и долговечности до 10000 ч;
• разработка стандартных образцов состава, структуры и свойств перспективных наноструктурированных композиционных, интерметаллидных материалов и сплавов различного назначения;
• разработка моделей процессов теплопереноса, построение моделей структуры композиционных материалов и расчет теплопереноса в этих структурах, описание тепловых процессов в структуре материала;
• 3D реконструкция распределения структурных элементов и установление механизмов формирования структуры кристаллических и некристаллических материалов, в том числе композитов, защитных и функциональных покрытий в ходе фазовых превращений, деформации и разрушения, основанных на совместном применении моделирования, высокоразрешающих (до 0,1 нм) методов аналитической электронной микроскопии и рентгеноструктурного анализа;
• исследование на наноуровне процессов деформации и разрушения перспективных материалов с целью моделирования их структурной стабильности в условиях длительной эксплуатации с применением современных сверхмощных компьютеров;
• разработка новых методов и методик рентгенофлуоресцентного, атомно-эмиссионного, оптико-эмиссионного, газового, масс-спектрометрического и послойного химического анализа перспективных материалов авиационного назначения;
• решение методических задач теплофизического эксперимента  и разработка методик измерения, отвечающих международному уровню.

ПАСПОРТИЗАЦИЯ, КВАЛИФИКАЦИЯ, СТАНДАРТИЗАЦИЯ И ИССЛЕДОВАНИЯ МАТЕРИАЛОВ:

• разработка электронной базы данных для выпуска справочника-руководства по расчетным значениям характеристик прочности конструкционных материалов для авиакосмической техники (аналог – справочник-руководство MMPDS-02 (Metallic Materials Properties Development and Standardization), выпускаемый в США);
• проведение всего комплекса квалификационных испытаний в соответствии с требованиями международных и национальных стандартов в интервале температур от -196 до +1600°С;
• развитие методологии проведения лабораторных и полномасштабных испытаний материалов на пожарную безопасность;
• разработка нормативной базы паспортизации и квалификации материалов (паспорт, технологические инструкции, технические условия).

МЕТОДЫ НЕРАЗРУШАЮЩИХ ИССЛЕДОВАНИЙ И КОНТРОЛЯ:

• методы неразрушающего контроля с компьютерной визуализацией результатов и вычислительным восстановлением трехмерной внутренней структуры объектов;
• вероятностная оценка достоверности результатов неразрушающего контроля;
• исследование развития структурных изменений в деталях газотурбинных двигателей и планера в процессе эксплуатации;
• разработка технологий восстановительного ремонта деталей и узлов;
• математическое моделирование физических процессов неразрушающего контроля;
• разработка методик и единых норм по внедрению на производствах новых технологий и средств неразрушающего контроля;
• развитие системы подготовки и сертификации специалистов по неразрушающему контролю авиационной техники.

EN