Stop aluminium na zbiornik paliwa rakietowego
Materiały konstrukcyjne są ściśle powiązane z szeregiem zagadnień, takich jak konstrukcja korpusu rakiety, technologia produkcji i przetwarzania, technologia przygotowania materiałów i ekonomia, i są kluczem do określenia jakości startu rakiety i ładowności. Zgodnie z procesem rozwoju systemu materiałowego, proces rozwoju materiałów na zbiorniki paliwa rakietowego można podzielić na cztery generacje. Pierwszą generacją są stopy aluminium serii 5, czyli stopy Al-Mg. Reprezentatywnymi stopami są stopy 5A06 i 5A03. Były one używane do produkcji struktur zbiorników paliwa rakiety P-2 pod koniec lat 50. i są nadal używane. Stopy 5A06 zawierające od 5,8% Mg do 6,8% Mg, 5A03 to stop Al-Mg-Mn-Si. Drugą generacją są stopy serii 2 na bazie Al-Cu. Zbiorniki magazynowe chińskiej serii rakiet nośnych Long March są wykonane ze stopów 2A14, które są stopem Al-Cu-Mg-Mn-Si. Od lat 70. do chwili obecnej Chiny zaczęły używać stopu 2219 do produkcji zbiorników magazynowych, który jest stopem Al-Cu-Mn-V-Zr-Ti, jest szeroko stosowany w produkcji różnych zbiorników magazynowych rakiet nośnych. Jednocześnie jest on również szeroko stosowany w konstrukcji zbiorników paliwa do wystrzeliwania broni w niskiej temperaturze, który jest stopem o doskonałych właściwościach niskotemperaturowych i wszechstronnych właściwościach.
Stop aluminium do konstrukcji kabiny
Od czasu rozwoju rakiet nośnych w Chinach w latach 60. XX wieku aż do chwili obecnej, stopy aluminium na konstrukcję kabiny rakiet nośnych są zdominowane przez stopy pierwszej i drugiej generacji reprezentowane przez 2A12 i 7A09, podczas gdy kraje zagraniczne weszły w czwartą generację stopów aluminium konstrukcyjnych kabin (stop 7055 i stop 7085), są one szeroko stosowane ze względu na ich wysokie właściwości wytrzymałościowe, niską wrażliwość na hartowanie i wrażliwość na karby. 7055 to stop Al-Zn-Mg-Cu-Zr, a 7085 to również stop Al-Zn-Mg-Cu-Zr, ale jego zawartość zanieczyszczeń Fe i Si jest bardzo niska, a zawartość Zn jest wysoka i wynosi 7,0%~8,0%. Stopy Al-Li trzeciej generacji reprezentowane przez 2A97, 1460 itp. zostały zastosowane w zagranicznym przemyśle lotniczym ze względu na ich wysoką wytrzymałość, wysoki moduł i duże wydłużenie.
Kompozyty z matrycą aluminiową wzmacnianą cząsteczkami mają zalety wysokiego modułu i wysokiej wytrzymałości i mogą być stosowane do zastępowania stopów 7A09 w produkcji półskorupowych podłużnic kabin. Instytut Badań Metali, Chińska Akademia Nauk, Instytut Technologii w Harbinie, Uniwersytet Jiaotong w Szanghaju itp. wykonały wiele pracy w zakresie badań i przygotowania kompozytów z matrycą aluminiową wzmacnianą cząsteczkami, osiągając niezwykłe wyniki.
Stopy Al-Li stosowane w zagranicznym przemyśle lotniczym
Najbardziej udanym zastosowaniem w zagranicznych pojazdach kosmicznych jest stop Weldalite Al-Li opracowany przez Constellium i Quebec RDC, obejmujący stop 2195, 2196, 2098, 2198 i 2050. Stop 2195: Al-4,0Cu-1,0Li-0,4Mg-0,4Ag-0,1Zr, który jest pierwszym stopem Al-Li pomyślnie wprowadzonym na rynek w celu produkcji zbiorników paliwa do niskich temperatur do startów rakiet. Stop 2196: Al-2,8Cu-1,6Li-0,4Mg-0,4Ag-0,1Zr, niska gęstość, wysoka wytrzymałość, wysoka odporność na pękanie, pierwotnie opracowany dla profili ram paneli słonecznych Hubble'a, obecnie stosowany głównie do wytłaczania profili samolotów. Stop 2098: Al-3,5 Cu-1,1Li-0,4Mg-0,4Ag-0,1Zr, pierwotnie opracowany do produkcji kadłuba HSCT, ze względu na wysoką wytrzymałość zmęczeniową jest obecnie stosowany w kadłubie myśliwca F16 i zbiorniku paliwa statku kosmicznego Falcon. Stop 2198: Al-3,2Cu-0,9Li-0,4Mg-0,4Ag-0,1Zr, stosowany do walcowania arkuszy samolotów komercyjnych. Stop 2050: Al-3,5Cu-1,0Li-0,4Mg-0,4Ag-0,4Mn-0,1Zr, stosowany do produkcji grubych płyt zastępujących grube płyty ze stopu 7050-T7451 do produkcji struktur samolotów komercyjnych lub elementów wyrzutni rakiet. W porównaniu ze stopem 2195 zawartość Cu+Mn w stopie 2050 jest stosunkowo niska, co pozwala zmniejszyć wrażliwość na hartowanie i utrzymać wysokie właściwości mechaniczne grubej płyty. Wytrzymałość właściwa jest o 4% wyższa, moduł właściwy jest o 9% wyższy, a wytrzymałość na pękanie jest zwiększona przy wysokiej odporności na korozję naprężeniową i wysokiej odporności na wzrost pęknięć zmęczeniowych, a także wysokiej stabilności temperaturowej.
Badania Chin nad kuciem pierścieni stosowanych w konstrukcjach rakietowych
Chińska baza produkcyjna pojazdów startowych znajduje się w Strefie Rozwoju Ekonomicznego i Technologicznego Tianjin. Składa się z obszaru badań i produkcji rakiet, obszaru przemysłu aplikacji technologii lotniczych i pomocniczego obszaru pomocniczego. Integruje produkcję części rakietowych, montaż komponentów, końcowe testy montażowe.
Zbiornik paliwa rakietowego powstaje przez połączenie cylindrów o długości od 2 m do 5 m. Zbiorniki są wykonane ze stopu aluminium, więc muszą być połączone i wzmocnione za pomocą aluminiowych pierścieni kutych. Ponadto łączniki, pierścienie przejściowe, ramy przejściowe i inne części statków kosmicznych, takie jak pojazdy startowe i stacje kosmiczne, również muszą używać łączących pierścieni kutych, więc pierścienie kute są bardzo krytycznym rodzajem części łączących i konstrukcyjnych. Southwest Aluminum (Group) Co., Ltd., Northeast Light Alloy Co., Ltd. i Northwest Aluminum Co., Ltd. wykonały wiele prac w zakresie badań i rozwoju, produkcji i przetwarzania pierścieni kutych.
W 2007 roku Southwest Aluminum pokonało trudności techniczne, takie jak odlewanie na dużą skalę, otwieranie kęsów kuźniczych, walcowanie pierścieni i odkształcanie na zimno, i opracowało pierścień kuźniczy ze stopu aluminium o średnicy 5 m. Oryginalna technologia kucia rdzeni wypełniła lukę krajową i została pomyślnie zastosowana w Long March-5B. W 2015 roku Southwest Aluminum opracowało pierwszy superduży pierścień kuźniczy ze stopu aluminium o średnicy 9 m, ustanawiając rekord świata. W 2016 roku Southwest Aluminum pomyślnie podbiło szereg kluczowych technologii rdzeni, takich jak walcowanie i obróbka cieplna, i opracowało superduży pierścień kuźniczy ze stopu aluminium o średnicy 10 m, który ustanowił nowy rekord świata i rozwiązał główny kluczowy problem techniczny dla rozwoju chińskiego ciężkiego pojazdu startowego.
Edytowane przez May Jiang z MAT Aluminium
Czas publikacji: 01-12-2023
