Aliatge d'alumini per dipòsit de combustible de coets
Els materials estructurals estan estretament relacionats amb una sèrie de qüestions com el disseny de l'estructura del cos del coet, la tecnologia de fabricació i processament, la tecnologia de preparació de materials i l'economia, i són la clau per determinar la qualitat d'enlairament i la capacitat de càrrega útil del coet. Segons el procés de desenvolupament del sistema de materials, el procés de desenvolupament dels materials del dipòsit de combustible de coets es pot dividir en quatre generacions. La primera generació són aliatges d'alumini de la sèrie 5, és a dir, aliatges d'Al-Mg. Els aliatges representatius són els aliatges 5A06 i 5A03. Es van utilitzar per fabricar estructures de dipòsits de combustible de coets P-2 a finals de la dècada de 1950 i encara s'utilitzen avui dia. Els aliatges 5A06 que contenen entre 5,8% Mg i 6,8% Mg, 5A03 és un aliatge Al-Mg-Mn-Si. La segona generació són aliatges de sèrie 2 basats en Al-Cu. Els tancs d'emmagatzematge de la sèrie de vehicles de llançament Long March de la Xina estan fets d'aliatges 2A14, que són un aliatge Al-Cu-Mg-Mn-Si. des de la dècada de 1970 fins a l'actualitat, la Xina va començar a utilitzar el tanc d'emmagatzematge de fabricació d'aliatges 2219, que és un aliatge Al-Cu-Mn-V-Zr-Ti, s'utilitza àmpliament en la fabricació de diversos tancs d'emmagatzematge de vehicles de llançament. Al mateix temps, també s'utilitza àmpliament en l'estructura dels dipòsits de combustible de baixa temperatura de llançament d'armes, que és un aliatge amb un excel·lent rendiment a baixa temperatura i un rendiment complet.
Aliatge d'alumini per a l'estructura de la cabina
Des del desenvolupament dels vehicles de llançament a la Xina a la dècada de 1960 fins ara, els aliatges d'alumini per a l'estructura de la cabina dels vehicles de llançament estan dominats pels aliatges de primera generació i de segona generació representats per 2A12 i 7A09, mentre que els països estrangers han entrat a la quarta generació de Els aliatges d'alumini estructural de la cabina (aliatge 7055 i aliatge 7085), s'utilitzen àmpliament per les seves propietats d'alta resistència, baixa sensibilitat d'extinció i sensibilitat de l'osca. 7055 és un aliatge Al-Zn-Mg-Cu-Zr, i 7085 també és un aliatge Al-Zn-Mg-Cu-Zr, però el seu contingut d'impureses Fe i Si són molt baixos i el contingut de Zn és alt al 7,0% ~8,0%. Els aliatges Al-Li de tercera generació representats per 2A97, 1460, etc. s'han aplicat en indústries aeroespacials estrangeres a causa de la seva alta resistència, alt mòdul i gran allargament.
Els compostos de matriu d'alumini reforçat amb partícules tenen els avantatges d'un mòdul elevat i una gran resistència, i es poden utilitzar per substituir els aliatges 7A09 per fabricar barrets de cabina semi-monocascos. L'Institut d'Investigació dels Metalls, l'Acadèmia Xinesa de Ciències, l'Institut Tecnològic de Harbin, la Universitat Jiaotong de Xangai, etc. han fet una gran feina en la investigació i la preparació de compostos de matriu d'alumini reforçat amb partícules, amb èxits notables.
Aliatges d'Al-Li utilitzats en aeroespacial estranger
L'aplicació més reeixida en vehicles aeroespacials estrangers és l'aliatge Weldalite Al-Li desenvolupat per Constellium i el Quebec RDC, incloent 2195, 2196, 2098, 2198 i 2050 Alloy. Aliatge 2195: Al-4.0Cu-1.0Li-0.4Mg-0.4Ag-0.1Zr, que és el primer aliatge Al-Li que es comercialitza amb èxit per a la fabricació de dipòsits d'emmagatzematge de combustible a baixa temperatura per a llançaments de coets. Aliatge 2196: Al-2.8Cu-1.6Li-0.4Mg-0.4Ag-0.1Zr, baixa densitat, alta resistència, alta tenacitat a la fractura, desenvolupat originalment per a perfils de marc de panells solars Hubble, que ara s'utilitza principalment per extruir perfils d'avions. Aliatge 2098: Al-3.5 Cu-1.1Li-0.4Mg-0.4Ag-0.1Zr, desenvolupat originalment per a la fabricació de fuselatge HSCT, a causa de la seva alta resistència a la fatiga, ara s'utilitza en el fuselatge de caça F16 i el dipòsit de combustible de llançament de naus espacials Falcon . Aliatge 2198: Al-3.2Cu-0.9Li-0.4Mg-0.4Ag-0.1Zr, utilitzat per enrotllar fulles d'avions comercials. Aliatge 2050: Al-3.5Cu-1.0Li-0.4Mg- 0.4Ag-0.4Mn-0.1Zr, utilitzat per produir plaques gruixudes per substituir plaques gruixudes d'aliatge 7050-T7451 per a la fabricació d'estructures d'avions comercials o components de llançament de coets. En comparació amb l'aliatge 2195, el contingut de Cu + Mn de l'aliatge 2050 és relativament baix per reduir la sensibilitat d'extinció i mantenir les altes propietats mecàniques de la placa gruixuda, la resistència específica és un 4% més gran, el mòdul específic és un 9% més gran, i la tenacitat a la fractura s'incrementa amb una alta resistència al craqueig per corrosió per estrès i una alta resistència al creixement de les esquerdes per fatiga, així com una estabilitat a alta temperatura.
La investigació de la Xina sobre anells de forja utilitzats en estructures de coets
La base de fabricació de vehicles de llançament de la Xina es troba a la zona de desenvolupament econòmic i tecnològic de Tianjin. Es compon d'una àrea d'investigació i producció de coets, una àrea de la indústria d'aplicacions de tecnologia aeroespacial i una àrea de suport auxiliar. Integra la producció de peces de coets, el muntatge de components, les proves de muntatge final.
El tanc d'emmagatzematge del propulsor de coets es forma connectant cilindres amb una longitud de 2m a 5m. Els dipòsits d'emmagatzematge estan fets d'aliatge d'alumini, de manera que s'han de connectar i reforçar amb anells de forja d'aliatge d'alumini. A més, els connectors, els anells de transició, els marcs de transició i altres parts de les naus espacials, com ara els vehicles de llançament i les estacions espacials, també necessiten utilitzar anells de forja de connexió, de manera que els anells de forja són un tipus molt crític de peces de connexió i estructurals. Southwest Aluminium (Group) Co., Ltd., Northeast Light Alloy Co., Ltd. i Northwest Aluminium Co., Ltd. han fet una gran feina en la investigació i desenvolupament, fabricació i processament d'anells de forja.
L'any 2007, Southwest Aluminum va superar dificultats tècniques com la fosa a gran escala, l'obertura de palanques de forja, el rodatge de l'anell i la deformació en fred, i va desenvolupar un anell de forja d'aliatge d'alumini amb un diàmetre de 5 m. La tecnologia de forja del nucli original va omplir el buit domèstic i es va aplicar amb èxit a Long March-5B. El 2015, Southwest Aluminum va desenvolupar el primer anell de forja global d'aliatge d'alumini súper gran amb un diàmetre de 9 m, establint un rècord mundial. El 2016, Southwest Aluminum va conquerir amb èxit una sèrie de tecnologies bàsiques clau, com ara la formació de laminació i el tractament tèrmic, i va desenvolupar un anell de forja d'aliatge d'alumini super gran amb un diàmetre de 10 m, que va establir un nou rècord mundial i va resoldre un problema tècnic clau important. per al desenvolupament del vehicle de llançament pesat de la Xina.
Editat per May Jiang de MAT Aluminium
Hora de publicació: 01-12-2023
