Hliníková slitina pro raketovou palivovou nádrž
Konstrukční materiály úzce souvisejí s řadou problémů, jako je konstrukce těla rakety, technologie výroby a zpracování, technologie přípravy materiálu a ekonomika, a jsou klíčem k určení kvality vzletu a nosnosti rakety. Podle procesu vývoje materiálového systému lze proces vývoje materiálů palivových nádrží raket rozdělit do čtyř generací. První generací jsou hliníkové slitiny řady 5, tedy slitiny Al-Mg. Reprezentativními slitinami jsou slitiny 5A06 a 5A03. Byly použity k výrobě konstrukcí palivových nádrží raket P-2 na konci 50. let a používají se dodnes. Slitiny 5A06 obsahující 5,8 % Mg až 6,8 % Mg, 5A03 je slitina Al-Mg-Mn-Si. Druhou generací jsou slitiny řady 2 na bázi Al-Cu. Zásobní nádrže čínské řady nosných raket Long March jsou vyrobeny ze slitin 2A14, které jsou slitinou Al-Cu-Mg-Mn-Si. od 70. let 20. století do současnosti Čína začala používat zásobník na výrobu slitiny 2219, což je slitina Al-Cu-Mn-V-Zr-Ti, která se široce používá při výrobě různých skladovacích nádrží nosných raket. Současně je také široce používán v konstrukci nízkoteplotních palivových nádrží pro odpalování zbraní, což je slitina s vynikajícím nízkoteplotním výkonem a komplexním výkonem.
Hliníková slitina pro konstrukci kabiny
Od vývoje nosných raket v Číně v 60. letech až do současnosti dominují slitinám hliníku pro konstrukci kabiny nosných raket první generace a slitiny druhé generace reprezentované 2A12 a 7A09, zatímco zahraniční země vstoupily do čtvrté generace nosných raket. konstrukční hliníkové slitiny kabiny (slitina 7055 a slitina 7085), jsou široce používány kvůli jejich vysokým pevnostním vlastnostem, nízké citlivosti na kalení a citlivosti na vrub. 7055 je slitina Al-Zn-Mg-Cu-Zr a 7085 je také slitina Al-Zn-Mg-Cu-Zr, ale obsah nečistot Fe a Si je velmi nízký a obsah Zn je vysoký 7,0 %. ~8,0 %. Slitiny Al-Li třetí generace reprezentované 2A97, 1460 atd. byly použity v zahraničním leteckém průmyslu kvůli jejich vysoké pevnosti, vysokému modulu a vysoké tažnosti.
Kompozity s hliníkovou matricí vyztužené částicemi mají výhody vysokého modulu a vysoké pevnosti a lze je použít k nahrazení slitin 7A09 při výrobě polomonokokových výztuh kabin. Institut pro výzkum kovů, Čínská akademie věd, Harbinský technologický institut, Shanghai Jiaotong University atd. odvedly mnoho práce ve výzkumu a přípravě částicově vyztužených hliníkových matricových kompozitů s pozoruhodnými úspěchy.
Slitiny Al-Li používané v zahraničním letectví
Nejúspěšnější aplikací na zahraničních leteckých dopravních prostředcích je slitina Weldalite Al-Li vyvinutá společnostmi Constellium a Quebec RDC, včetně slitin 2195, 2196, 2098, 2198 a 2050 Alloy. Slitina 2195: Al-4.0Cu-1.0Li-0.4Mg-0.4Ag-0.1Zr, což je první slitina Al-Li, která byla úspěšně komercializována pro výrobu nízkoteplotních zásobníků paliva pro starty raket. Slitina 2196: Al-2.8Cu-1.6Li-0.4Mg-0.4Ag-0.1Zr, nízká hustota, vysoká pevnost, vysoká lomová houževnatost, původně vyvinuta pro profily rámů solárních panelů Hubble, nyní se většinou používají pro vytlačování profilů letadel. Slitina 2098: Al-3.5 Cu-1.1Li-0.4Mg-0.4Ag-0.1Zr, původně vyvinutá pro výrobu trupu HSCT, kvůli své vysoké únavové pevnosti se nyní používá v trupu stíhačky F16 a odpalovací palivové nádrži kosmické lodi Falcon . Slitina 2198: Al-3.2Cu-0.9Li-0.4Mg-0.4Ag-0.1Zr, používá se pro válcování plechů komerčních letadel. Slitina 2050: Al-3,5Cu-1,0Li-0,4Mg-0,4Ag-0,4Mn-0,1Zr, používá se k výrobě tlustých plechů, které nahrazují tlusté plechy ze slitiny 7050-T7451 pro výrobu konstrukcí komerčních letadel nebo součástí pro odpalování raket. Ve srovnání se slitinou 2195 je obsah Cu+Mn ve slitině 2050 relativně nízký, aby se snížila citlivost kalení a zachovaly se vysoké mechanické vlastnosti tlustého plechu, měrná pevnost je o 4 % vyšší, měrný modul je o 9 % vyšší, a lomová houževnatost se zvyšuje s vysokou odolností proti praskání korozí pod napětím a vysokou odolností proti růstu únavových trhlin, stejně jako vysokou teplotní stabilitou.
Čínský výzkum kovacích prstenců používaných v raketových konstrukcích
Čínská výrobní základna nosných raket se nachází v zóně hospodářského a technologického rozvoje Tianjin. Skládá se z oblasti výzkumu a výroby raket, oblasti průmyslu aplikací leteckých technologií a pomocné podpůrné oblasti. Integruje výrobu raketových dílů, montáž komponent, finální testování montáže.
Zásobník raketového paliva je tvořen spojovacími válci o délce 2m až 5m. Zásobníky jsou vyrobeny z hliníkové slitiny, proto je potřeba je spojit a vyztužit kovacími kroužky z hliníkové slitiny. Kromě toho konektory, přechodové kroužky, přechodové rámy a další části kosmických lodí, jako jsou nosné rakety a vesmírné stanice, také potřebují používat spojovací kovací kroužky, takže kovací kroužky jsou velmi kritickým typem spojovacích a konstrukčních částí. Southwest Aluminium (Group) Co., Ltd., Northeast Light Alloy Co., Ltd., a Northwest Aluminium Co., Ltd. vykonaly mnoho práce ve výzkumu a vývoji, výrobě a zpracování kovacích kroužků.
V roce 2007 překonala společnost Southwest Aluminium technické potíže, jako je odlévání ve velkém měřítku, otevírání předvalků, válcování prstenců a deformace za studena, a vyvinula kovací prstenec z hliníkové slitiny o průměru 5 m. Původní technologie kování jádra zaplnila domácí mezeru a byla úspěšně aplikována na Long March-5B. V roce 2015 společnost Southwest Aluminium vyvinula první super velký kovací kroužek z hliníkové slitiny o průměru 9 m, čímž vytvořil světový rekord. V roce 2016 společnost Southwest Aluminium úspěšně dobyla řadu klíčových klíčových technologií, jako je válcování a tepelné zpracování, a vyvinula super velký kovací prstenec z hliníkové slitiny o průměru 10 m, který vytvořil nový světový rekord a vyřešil hlavní klíčový technický problém. na vývoj čínské nosné rakety pro těžký provoz.
Editoval May Jiang z MAT Aluminium
Čas odeslání: prosinec-01-2023
