многослойные металлические материалы

многосло́йные металли́ческие материа́лы, слоистые металлические материалы, — конструкционные материалы, состоящие из двух или более слоев однородных или разнородных металлов и сплавов, соединённых между собой посредством пластической деформации, наплавкой, сваркой, пайкой или совместной заливкой. М. м. м. — разновидность композиционных материалов, они обладают комплексом уникальных свойств, которые не имеет ни один из металлов или сплавов, составляющих многослойную композицию. М. м. м., состоящие из двух основных слоев, часто называют биметаллами (например, дуралюмий—титан, титан—сталь, титан—медь); однако для обеспечения прочной металлической связи между этими слоями вводят один (например, ниобий в композиции титан—ниобий—медь) или несколько (например, ванадий и медь в композиции титан—ванадий—медь—сталь) промежуточных слоев.

В СССР М. м. м. впервые были разработаны в 1922 для цельнометаллического самолёта АНТ-2 на Кольчугинском заводе по обработке цветных металлов: листы кольчугалюминия с двух сторон плакировались алюминием с целью зашиты от коррозии. Толщина плакировки алюминием листов из алюминиевых сплавов Д16, В95, Д19 и др. составляет 2—4% на одну сторону от толщины листа. Для предохранения фюзеляжа от ударных воздействий и эрозии (при посадке на лед или грунтовые аэродромы) у некоторых самолётов обшивка нижней части фюзеляжа и окантовка дверей выполнены из листов алюминиевого сплава Д16, плакированных тонким слоем титана (толщина 0,2—0,3 мм), или из многослойной композиции алюминиевых сплавов и титана.

С конца 40-х гг. для изготовления пайкой сложных конструкций различных агрегатов самолёта (в частности, теплообменной аппаратуры) применяются листы из алюминия, плакированные с одной или двух сторон сплавом силумин, который используется в качестве припоя. Толщина плакирующего слоя 3—7%. Припой наносится в виде тонкого покрытия на листы и плиты путём холодной или горячей прокатки.

М. м. м. используются для изготовления переходников, применяемых для соединения сваркой плавлением деталей из несвариваемых между собой разнородных металлов. В переходнике прочное соединение разнородных металлов обеспечивается совместной прокаткой, прессованием, кузнечной сваркой, а сварка плавлением при использовании переходника осуществляется через однородные металлы. Сварка плавлением деталей из алюминия и стали, алюминия и титана, титана и стали осуществляется только через биметаллические переходники, которые нашли широкое применение в самолётостроении и космической технике.

М. м. м., выполненные из высокопрочных алюминиевых сплавов с прослойками из алюминия или титана, обладают более высоким ресурсом, чем монолитные материалы. Прокатно-сварные панели, выполненные из алюминиевых сплавов различных марок, с односторонним или двусторонним расположением каналов применяются в качестве теплообменной аппаратуры летательных аппаратов.

Н. И. Корягин.