Aluminiumslegering for rakettdrivstofftank
Strukturelle materialer er nært knyttet til en rekke problemer som design av rakettkroppsstruktur, produksjons- og prosessteknologi, materialprepareringsteknologi og økonomi, og er nøkkelen til å bestemme rakettens startkvalitet og nyttelastkapasitet.I henhold til utviklingsprosessen til materialsystemet, kan utviklingsprosessen for rakettdrivstofftankmaterialer deles inn i fire generasjoner.Første generasjon er 5-serie aluminiumslegeringer, det vil si Al-Mg legeringer.De representative legeringene er 5A06 og 5A03 legeringer.De ble brukt til å produsere P-2 rakettdrivstofftankkonstruksjoner på slutten av 1950-tallet og brukes fortsatt i dag.5A06-legeringer som inneholder 5,8 % Mg til 6,8 % Mg, 5A03 er en Al-Mg-Mn-Si-legering.Andre generasjon er Al-Cu-baserte 2-serie legeringer.Lagringstankene til Kinas Long March-serie med bæreraketter er laget av 2A14-legeringer, som er en Al-Cu-Mg-Mn-Si-legering.fra 1970-tallet til i dag begynte Kina å bruke 2219 lagertank for legering, som er en Al-Cu-Mn-V-Zr-Ti-legering, som er mye brukt i produksjonen av forskjellige oppbevaringstanker for bæreraketter.Samtidig er det også mye brukt i strukturen til lavtemperaturdrivstofftanker for våpenutskyting, som er en legering med utmerket lavtemperaturytelse og omfattende ytelse.
Aluminiumslegering for kabinstruktur
Siden utviklingen av bæreraketter i Kina på 1960-tallet til nå, er aluminiumslegeringene for kabinstrukturen til bæreraketter dominert av første generasjon og andre generasjons legeringer representert av 2A12 og 7A09, mens utlandet har gått inn i fjerde generasjon av bæreraketter. kabinstrukturelle aluminiumslegeringer (7055-legering og 7085-legering), de er mye brukt på grunn av deres høye styrkeegenskaper, lave bråkjølingsfølsomhet og hakkfølsomhet.7055 er en Al-Zn-Mg-Cu-Zr-legering, og 7085 er også en Al-Zn-Mg-Cu-Zr-legering, men innholdet av urenheter Fe og Si er svært lavt, og Zn-innholdet er høyt på 7,0 % ~8,0 %.Tredje generasjons Al-Li-legeringer representert ved 2A97, 1460, etc. har blitt brukt i utenlandsk romfartsindustri på grunn av deres høye styrke, høye modul og høye forlengelse.
Partikkelforsterkede aluminiumsmatrise-kompositter har fordelene med høy modul og høy styrke, og kan brukes til å erstatte 7A09-legeringer for å produsere semi-monokok hyttestrengere.Institute of Metal Research, Chinese Academy of Sciences, Harbin Institute of Technology, Shanghai Jiaotong University, etc. har gjort mye arbeid i forskning og forberedelse av partikkelforsterkede aluminiumsmatrisekompositter, med bemerkelsesverdige prestasjoner.
Al-Li-legeringer brukt i utenlandsk romfart
Den mest vellykkede applikasjonen på utenlandske romfartskjøretøyer er Weldalite Al-Li-legeringen utviklet av Constellium og Quebec RDC, inkludert 2195, 2196, 2098, 2198 og 2050 Alloy.2195-legering: Al-4.0Cu-1.0Li-0.4Mg-0.4Ag-0.1Zr, som er den første Al-Li-legeringen som ble vellykket kommersialisert for produksjon av lavtemperatur-drivstofflagringstanker for rakettoppskytinger.2196 legering: Al-2.8Cu-1.6Li-0.4Mg-0.4Ag-0.1Zr, lav tetthet, høy styrke, høy bruddseighet, opprinnelig utviklet for Hubble solcellepanelrammeprofiler, nå mest brukt til ekstrudering av flyprofiler.2098-legering: Al-3.5 Cu-1.1Li-0.4Mg-0.4Ag-0.1Zr, opprinnelig utviklet for produksjon av HSCT-flykropp, på grunn av sin høye utmattelsesstyrke, brukes den nå i F16-jagerflykroppen og romfartøyet Falcon lanseringsdrivstofftank .2198 legering: Al-3.2Cu-0.9Li-0.4Mg-0.4Ag-0.1Zr, brukt til å rulle kommersielle flyark.2050-legering: Al-3.5Cu-1.0Li-0.4Mg- 0.4Ag-0.4Mn-0.1Zr, brukt til å produsere tykke plater for å erstatte tykke plater av legering 7050-T7451 for produksjon av kommersielle flystrukturer eller rakettoppskytingskomponenter.Sammenlignet med 2195-legeringen er Cu+Mn-innholdet i 2050-legeringen relativt lavt for å redusere bråkjølingsfølsomheten og opprettholde de høye mekaniske egenskapene til den tykke platen, den spesifikke styrken er 4% høyere, den spesifikke modulen er 9% høyere, og bruddseigheten økes med høy spenningskorrosjonssprekkemotstand og høy motstand mot tretthetssprekkervekst, samt høy temperaturstabilitet.
Kinas forskning på smieringer brukt i rakettstrukturer
Kinas produksjonsbase for bæreraketter ligger i Tianjins økonomiske og teknologiske utviklingssone.Det er sammensatt av et rakettforsknings- og produksjonsområde, et industriområde for luftfartsteknologiapplikasjoner og et hjelpeområde.Den integrerer rakettdelerproduksjon, komponentmontering, sluttmonteringstesting.
Rakettdrivstofflagertanken er dannet ved å koble sylindre med en lengde på 2m til 5m.Lagringstankene er laget av aluminiumslegering, så de må kobles sammen og forsterkes med smieringer av aluminiumslegering.I tillegg må koblinger, overgangsringer, overgangsrammer og andre deler av romfartøyer som bæreraketter og romstasjoner også bruke koblingssmieringer, så smieringer er en svært kritisk type koblings- og konstruksjonsdeler.Southwest Aluminium (Group) Co., Ltd., Northeast Light Alloy Co., Ltd. og Northwest Aluminium Co., Ltd. har gjort mye arbeid innen forskning og utvikling, produksjon og prosessering av smieringer.
I 2007 overvant Southwest Aluminium tekniske vanskeligheter som storskala støping, smiing av emneåpninger, ringrulling og kalddeformasjon, og utviklet en smiering av aluminiumslegering med en diameter på 5m.Den originale kjernesmiingsteknologien fylte det innenlandske gapet og ble vellykket brukt på Long March-5B.I 2015 utviklet Southwest Aluminium den første superstore overordnede smieringen av aluminiumslegering med en diameter på 9m, og satte verdensrekord.I 2016 erobret Southwest Aluminium med suksess en rekke viktige kjerneteknologier som valseforming og varmebehandling, og utviklet en superstor smiering av aluminiumslegering med en diameter på 10m, som satte ny verdensrekord og løste et stort nøkkelteknisk problem for utviklingen av Kinas tunge bærerakett.
Redigert av May Jiang fra MAT Aluminium
Innleggstid: Des-01-2023
