Aluminiumlegering för raketbränsletank
Strukturella material är nära besläktade med en rad frågor som raketkroppskonstruktion, tillverknings- och bearbetningsteknik, materialberedningsteknik och ekonomi, och är nyckeln till att bestämma raketens startkvalitet och nyttolastkapacitet. Enligt utvecklingsprocessen för materialsystemet kan utvecklingsprocessen för raketbränsletankmaterial delas in i fyra generationer. Den första generationen är 5-serie aluminiumlegeringar, det vill säga Al-Mg legeringar. De representativa legeringarna är 5A06 och 5A03 legeringar. De användes för att tillverka P-2 raketbränsletankstrukturer i slutet av 1950-talet och används fortfarande idag. 5A06-legeringar innehållande 5,8 % Mg till 6,8 % Mg, 5A03 är en Al-Mg-Mn-Si-legering. Den andra generationen är Al-Cu-baserade 2-serielegeringar. Lagringstankarna i Kinas Long March-serie av bärraketer är gjorda av 2A14-legeringar, som är en Al-Cu-Mg-Mn-Si-legering. från 1970-talet till idag började Kina använda 2219 lagringstank för legeringstillverkning, som är en Al-Cu-Mn-V-Zr-Ti-legering, som används i stor utsträckning vid tillverkning av olika lagringstankar för bärraketer. Samtidigt används det också i stor utsträckning i strukturen för vapenuppskjutning av lågtemperaturbränsletankar, vilket är en legering med utmärkt lågtemperaturprestanda och omfattande prestanda.
Aluminiumlegering för kabinstruktur
Sedan utvecklingen av bärraketer i Kina på 1960-talet fram till nu domineras aluminiumlegeringarna för kabinstrukturen för bärraketer av den första generationen och den andra generationens legeringar representerade av 2A12 och 7A09, medan främmande länder har gått in i den fjärde generationen av bärraketer. kabinstrukturella aluminiumlegeringar (7055-legering och 7085-legering), de används ofta på grund av deras höga hållfasthetsegenskaper, låga härdningskänslighet och hackkänslighet. 7055 är en Al-Zn-Mg-Cu-Zr-legering och 7085 är också en Al-Zn-Mg-Cu-Zr-legering, men dess innehåll av föroreningar av Fe och Si är mycket lågt och Zn-halten är hög, 7,0 % ~8,0 %. Den tredje generationens Al-Li-legeringar representerade av 2A97, 1460, etc. har använts i utländsk flygindustri på grund av deras höga hållfasthet, höga modul och höga töjning.
Partikelförstärkta aluminiummatriskompositer har fördelarna med hög modul och hög hållfasthet, och kan användas för att ersätta 7A09-legeringar för att tillverka semi-monokoka kabinstringers. Institute of Metal Research, Chinese Academy of Sciences, Harbin Institute of Technology, Shanghai Jiaotong University, etc. har gjort mycket arbete med forskning och beredning av partikelförstärkta aluminiummatriskompositer, med anmärkningsvärda prestationer.
Al-Li-legeringar som används i utländsk flyg- och rymdindustri
Den mest framgångsrika applikationen på utländska flygfordon är Weldalite Al-Li-legeringen utvecklad av Constellium och Quebec RDC, inklusive 2195, 2196, 2098, 2198 och 2050 Alloy. 2195-legering: Al-4.0Cu-1.0Li-0.4Mg-0.4Ag-0.1Zr, som är den första Al-Li-legeringen som framgångsrikt kommersialiserats för tillverkning av lågtemperaturbränslelagringstankar för raketuppskjutningar. 2196-legering: Al-2.8Cu-1.6Li-0.4Mg-0.4Ag-0.1Zr, låg densitet, hög hållfasthet, hög brottseghet, ursprungligen utvecklad för Hubble solpanelsramprofiler, som nu mest används för extrudering av flygplansprofiler. 2098-legering: Al-3.5 Cu-1.1Li-0.4Mg-0.4Ag-0.1Zr, ursprungligen utvecklad för tillverkning av HSCT-kroppar, på grund av sin höga utmattningshållfasthet, används den nu i F16-jaktflygplan och rymdfarkoster Falcon lanseringsbränsletank . 2198 legering: Al-3.2Cu-0.9Li-0.4Mg-0.4Ag-0.1Zr, används för att rulla plåt för kommersiella flygplan. 2050-legering: Al-3.5Cu-1.0Li-0.4Mg- 0.4Ag-0.4Mn-0.1Zr, används för att tillverka tjocka plåtar för att ersätta tjocka plåtar av legering 7050-T7451 för tillverkning av kommersiella flygplanskonstruktioner eller raketuppskjutningskomponenter. Jämfört med 2195-legeringen är Cu+Mn-halten i 2050-legeringen relativt låg för att minska härdningskänsligheten och bibehålla de höga mekaniska egenskaperna hos den tjocka plattan, den specifika hållfastheten är 4% högre, den specifika modulen är 9% högre, och brottsegheten ökas med hög spänningskorrosionssprickningsbeständighet och hög utmattningsspricktillväxtbeständighet, såväl som hög temperaturstabilitet.
Kinas forskning om smidesringar som används i raketstrukturer
Kinas tillverkningsbas för bärraketer ligger i Tianjins ekonomiska och tekniska utvecklingszon. Det består av ett forsknings- och produktionsområde för raketer, ett industriområde för applikationer för flygteknik och ett stödområde. Den integrerar rakettillverkning, komponentmontering, slutmonteringstestning.
Lagringstanken för raketdrivmedel bildas genom att ansluta cylindrar med en längd på 2m till 5m. Lagringstankarna är gjorda av aluminiumlegering, så de behöver anslutas och förstärkas med smidesringar av aluminiumlegering. Dessutom behöver kopplingar, övergångsringar, övergångsramar och andra delar av rymdfarkoster såsom bärraketer och rymdstationer också använda anslutande smidesringar, så smidesringar är en mycket kritisk typ av kopplings- och strukturdelar. Southwest Aluminium (Group) Co., Ltd., Northeast Light Alloy Co., Ltd. och Northwest Aluminum Co., Ltd. har gjort mycket arbete inom forskning och utveckling, tillverkning och bearbetning av smidesringar.
År 2007 övervann Southwest Aluminium tekniska svårigheter som storskalig gjutning, öppning av smidda ämnen, ringvalsning och kall deformation och utvecklade en smidesring av aluminiumlegering med en diameter på 5m. Den ursprungliga kärnsmidetekniken fyllde det inhemska gapet och tillämpades framgångsrikt på Long March-5B. 2015 utvecklade Southwest Aluminium den första superstora övergripande smidesringen av aluminiumlegering med en diameter på 9 m, vilket satte världsrekord. Under 2016 erövrade Southwest Aluminium framgångsrikt ett antal viktiga kärnteknologier såsom valsformning och värmebehandling, och utvecklade en superstor smidesring av aluminiumlegering med en diameter på 10 m, vilket satte ett nytt världsrekord och löste ett stort tekniskt problem. för utvecklingen av Kinas tunga bärraket.
Redigerad av May Jiang från MAT Aluminium
Posttid: Dec-01-2023
