Oct 05, 2023 Tinggalkan pesan

Penerapan paduan titanium dalam roket luar angkasa

Digunakan dalam peralatan teknologi roket luar angkasa. Paduan dan paduan mendekati alfa termasuk OT4, OT4-1, BT5-1, dan P-T3B. Pelat paduan OT4 digunakan untuk pembuatan ruang bakar mesin roket bahan bakar cair dan bagian dok stasiun orbital "Heping - 1", dan paduan OT4-1 digunakan untuk pembuatan komponen gantungan mesin, tangki bahan bakar, sambungan pipa dan tanda kurung. Paduan BT5-1 dan P -- T3B untuk pembuatan wadah - akumulator sistem booster dan tangki penyimpanan cairan kriogenik Paduan BT5-1 untuk pembuatan impeler pompa transfer hidrogen cair. Proses pembuatan impeller merupakan kombinasi dari casting ingot - die forging dan metalurgi pelet. Roda penutup dengan bilah dan roda utama setebal 3 mm dibuat dengan metalurgi partikel dan dilas ke roda utama die forging dengan pengelasan difusi dalam proses sintering tekanan partikel. Di bawah pembebanan statis, fraktur terjadi pada partikel kosong atau die forging, yang menunjukkan bahwa pengelasan difusi sangat andal. Kelancaran pengoperasian impeller roket pembawa "Energy" membuktikan bahwa teknologi tersebut memberikan pengaruh yang baik.

Pengembangan mesin dengan rasio dorong-berat pulsa tinggi untuk produk teknologi roket luar angkasa yang canggih memerlukan penggunaan paduan titanium dengan kekuatan dan plastisitas suhu rendah yang lebih tinggi. Oleh karena itu, Institut Penelitian Logam dari perusahaan saham gabungan "Bahan Komposit" Rusia sedang melakukan siklus penentuan proses paduan BT6c untuk proyek ini. Paduan ini digunakan untuk memproduksi tempa mati φ600mm dengan suhu pengoperasian hingga -200 derajat, pelat untuk akumulator, braket bantalan, dan billet untuk sambungan pipa. Saat ini, kami sedang menjajaki cara untuk mengurangi suhu kerja paduan menjadi 253'C, salah satunya adalah dengan memperoleh komponen melalui metalurgi partikel. Proses ini dapat memastikan bahwa semua bagian billet memiliki struktur kristal halus yang seragam, dan menjadikan kinerja keseluruhan billet isotropik. Blanko padat dibuat dari partikel paduan BT6c setelah pengepresan isostatik panas dalam zona + + pemanggangan satu tahap. Kekuatannya 100MPa lebih tinggi dibandingkan paduan BT5-1KT, dan performa kelelahannya lebih tinggi.

The important issue is to research and develop a new type of near-α alloy with σb>800MPa dan ketahanan oksidasi suhu hingga 850 derajat untuk menggantikan struktur baja tahan karat besar yang dilas. Paduan tersebut akan mengandung hafnium dan niobium, dan akan dicirikan oleh plastisitas proses yang tinggi, ketahanan oksidasi pada suhu hingga 850'C, dan perlindungan minimal selama pengelasan tanpa memerlukan peralatan pengelasan yang mahal seperti tangki luar angkasa berawak dengan atmosfer pelindung. Selain itu, sambungan las dari paduan tidak memerlukan anil untuk menghilangkan tegangan sisa.

Paduan titanium yang paling banyak digunakan dalam roket luar angkasa adalah paduan dua fase BT6c, BTl4, BT3-1, BT23, BTl6, BT9 (BT8), yang terutama digunakan dalam kondisi penguatan perlakuan panas. Paduan anil BT6c dapat digunakan dalam akumulator, namun paduan tersebut sebagian besar digunakan dalam keadaan penguatan perlakuan panas σb=1050MPa - 1100MPa. Aplikasi serupa mencakup paduan BTl4 σb=1100MPa ~ 1150MPa. Paduan BTl4 anil σb Lebih besar dari atau sama dengan 900MPa dapat digunakan sebagai balok tubular dengan diameter 80mm hingga 120mm, dan juga digunakan dalam pembuatan pengencang yang beroperasi pada suhu -196 derajat C.

Dalam beberapa tahun terakhir, proses stamping isotermal paduan BT23 dengan diameter luar hingga belahan 350mm telah dikembangkan. Dibandingkan dengan hot stamping secara keseluruhan, proses ini dapat mengurangi massa bagian stamping dari 36kg menjadi 8,5kg, ketebalan dinding dari 22mm menjadi 10mm, dan tingkat pemanfaatan logam dari 0,15 menjadi 0,64. Banyak digunakan dalam roket luar angkasa adalah BT5, coran paduan BT20, dengan massa hingga 100kg. Paduan titanium tuang (Ti-6A1-20Zr-2Mo) dengan kekuatan 1050MPa-1100mpa dikembangkan dan diuji, dan diperoleh cetakan seberat 200kg. Pengepresan isostatik panas pada coran dikembangkan. Setelah pemrosesan, hasil coran meningkat dari 70% menjadi 92%, perpanjangan coran meningkat sebesar 30%, ketangguhan impak meningkat sebesar 50% ~ 150%, dan kekuatan lelah meningkat sebesar 50%. Paduan titanium-nikel dengan efek "memori bentuk" juga digunakan. Paduan TH1 digunakan sebagai antena yang dapat membuka sendiri, batang dorong, kontaktor, dan peredam kejut untuk sistem dirgantara. Paduan suhu rendah THlk dengan suhu pemulihan bentuk 80 derajat C dapat digunakan untuk memproduksi konektor untuk pipa dan peralatan di berbagai sistem hidrolik dan sistem tenaga.
Saat ini sedang dipelajari paduan berbasis senyawa intermetalik Ti-Al. Paduan ini memiliki kombinasi sifat yang unik, kekuatan termal dan modulus elastisitas yang tinggi, serta kepadatan yang rendah, menjadikan paduan ini sebagai paduan yang paling menjanjikan untuk roket luar angkasa generasi baru. Perusahaan gabungan riset dan produksi "Bahan Komposit" sedang mengembangkan peralatan proses komprehensif untuk membuat billet dengan bahan-bahan ini, termasuk peralatan peleburan, peralatan produksi partikel, peralatan deformasi isotermal, dll.

Kirim permintaan

whatsapp

Telepon

Email

Permintaan