Aliaj de aluminiu pentru rezervorul de combustibil pentru rachete
Materialele structurale sunt strâns legate de o serie de probleme, cum ar fi proiectarea structurii corpului rachetei, tehnologia de fabricație și procesare, tehnologia de pregătire a materialelor și economia și sunt cheia pentru determinarea calității decolare a rachetei și a capacității de sarcină utilă. În conformitate cu procesul de dezvoltare a sistemului de materiale, procesul de dezvoltare a materialelor rezervorului de combustibil pentru rachete poate fi împărțit în patru generații. Prima generație este aliajele de aluminiu din seria 5, adică aliajele Al-Mg. Aliajele reprezentative sunt aliajele 5A06 și 5A03. Au fost folosite pentru fabricarea structurilor rezervoarelor de combustibil pentru rachete P-2 la sfârșitul anilor 1950 și sunt încă folosite astăzi. Aliajele 5A06 care conțin 5,8% Mg până la 6,8% Mg, 5A03 este un aliaj Al-Mg-Mn-Si. A doua generație este aliajele din seria 2 pe bază de Al-Cu. Rezervoarele de depozitare ale seriei de vehicule de lansare din China Long March sunt fabricate din aliaje 2A14, care sunt un aliaj Al-Cu-Mg-Mn-Si. Din anii 1970 până în prezent, China a început să folosească rezervorul de stocare pentru fabricarea aliajului 2219, care este un aliaj Al-Cu-Mn-V-Zr-Ti, este utilizat pe scară largă la fabricarea diferitelor rezervoare de depozitare a vehiculelor de lansare. În același timp, este, de asemenea, utilizat pe scară largă în structura rezervoarelor de combustibil la temperatură joasă de lansare a armelor, care este un aliaj cu performanță excelentă la temperaturi scăzute și performanță cuprinzătoare.
Aliaj de aluminiu pentru structura cabinei
De la dezvoltarea vehiculelor de lansare în China în anii 1960 până în prezent, aliajele de aluminiu pentru structura cabinei vehiculelor de lansare sunt dominate de aliajele de prima generație și a doua generație reprezentate de 2A12 și 7A09, în timp ce țările străine au intrat în a patra generație de aliaje structurale de aluminiu pentru cabină (aliaj 7055 și aliaj 7085), sunt utilizate pe scară largă datorită proprietăților lor de înaltă rezistență, sensibilitatea de stingere și sensibilitatea crestăturii. 7055 este un aliaj Al-Zn-Mg-Cu-Zr, iar 7085 este, de asemenea, un aliaj Al-Zn-Mg-Cu-Zr, dar conținutul său de impurități Fe și Si sunt foarte scăzute, iar conținutul de Zn este ridicat la 7,0% ~8,0%. Aliajele Al-Li de a treia generație reprezentate de 2A97, 1460 etc. au fost aplicate în industriile aerospațiale străine datorită rezistenței lor ridicate, modulului ridicat și alungirii mari.
Compozitele cu matrice de aluminiu ranforsată cu particule au avantajele unui modul înalt și rezistență ridicată și pot fi utilizate pentru a înlocui aliajele 7A09 pentru a fabrica stringers de cabină semi-monococă. Institutul de Cercetare a Metalelor, Academia Chineză de Științe, Institutul de Tehnologie Harbin, Universitatea Jiaotong din Shanghai etc. au lucrat mult în cercetarea și pregătirea compozitelor cu matrice de aluminiu armate cu particule, cu realizări remarcabile.
Aliaje Al-Li utilizate în industria aerospațială străină
Cea mai de succes aplicație pe vehiculele aerospațiale străine este aliajul Weldalite Al-Li dezvoltat de Constellium și Quebec RDC, inclusiv 2195, 2196, 2098, 2198 și 2050 Alloy. Aliaj 2195: Al-4.0Cu-1.0Li-0.4Mg-0.4Ag-0.1Zr, care este primul aliaj Al-Li care a fost comercializat cu succes pentru fabricarea rezervoarelor de stocare a combustibilului la temperatură joasă pentru lansări de rachete. Aliaj 2196: Al-2.8Cu-1.6Li-0.4Mg-0.4Ag-0.1Zr, densitate scăzută, rezistență ridicată, duritate ridicată la rupere, dezvoltat inițial pentru profilele cadru de panouri solare Hubble, acum utilizate în cea mai mare parte pentru extrudarea profilelor de avioane. Aliaj 2098: Al-3.5 Cu-1.1Li-0.4Mg-0.4Ag-0.1Zr, dezvoltat inițial pentru fabricarea fuselajului HSCT, datorită rezistenței sale mari la oboseală, este acum utilizat în fuselajul avionului de luptă F16 și rezervorul de combustibil pentru lansarea navelor spațiale Falcon . Aliaj 2198: Al-3.2Cu-0.9Li-0.4Mg-0.4Ag-0.1Zr, utilizat pentru rularea tablei aeronavelor comerciale. Aliaj 2050: Al-3.5Cu-1.0Li-0.4Mg- 0.4Ag-0.4Mn-0.1Zr, folosit pentru a produce plăci groase pentru a înlocui plăci groase din aliaj 7050-T7451 pentru fabricarea structurilor de aeronave comerciale sau a componentelor de lansare de rachete. În comparație cu aliajul 2195, conținutul de Cu + Mn al aliajului 2050 este relativ scăzut pentru a reduce sensibilitatea la călire și pentru a menține proprietățile mecanice ridicate ale plăcii groase, rezistența specifică este cu 4% mai mare, modulul specific este cu 9% mai mare, iar tenacitatea la rupere este crescută cu rezistența ridicată la coroziune la cracare și rezistență ridicată la creșterea fisurilor la oboseală, precum și stabilitate la temperaturi ridicate.
Cercetările Chinei privind forjarea inelelor utilizate în structurile rachetelor
Baza de producție a vehiculelor de lansare a Chinei este situată în Zona de Dezvoltare Economică și Tehnologică Tianjin. Este compus dintr-o zonă de cercetare și producție de rachete, o zonă de industrie de aplicare a tehnologiei aerospațiale și o zonă auxiliară de sprijin. Acesta integrează producția de piese de rachetă, asamblarea componentelor, testarea asamblarii finale.
Rezervorul de stocare a propulsorului rachetei este format prin conectarea cilindrilor cu o lungime de la 2m la 5m. Rezervoarele de stocare sunt realizate din aliaj de aluminiu, astfel încât acestea trebuie conectate și consolidate cu inele de forjare din aliaj de aluminiu. În plus, conectorii, inelele de tranziție, cadrele de tranziție și alte părți ale navelor spațiale, cum ar fi vehiculele de lansare și stațiile spațiale, trebuie să utilizeze, de asemenea, inele de forjare de conectare, astfel încât inelele de forjare sunt un tip foarte critic de piese de conectare și structurale. Southwest Aluminium (Group) Co., Ltd., Northeast Light Alloy Co., Ltd. și Northwest Aluminium Co., Ltd. au lucrat mult în cercetarea și dezvoltarea, fabricarea și prelucrarea inelelor de forjare.
În 2007, Southwest Aluminium a depășit dificultățile tehnice, cum ar fi turnarea pe scară largă, deschiderea țaglelor de forjare, laminarea inelelor și deformarea la rece și a dezvoltat un inel de forjare din aliaj de aluminiu cu un diametru de 5 m. Tehnologia originală de forjare a miezului a umplut golul intern și a fost aplicată cu succes la Long March-5B. În 2015, Southwest Aluminium a dezvoltat primul inel de forjare din aliaj de aluminiu super-mari, cu un diametru de 9 m, stabilind un record mondial. În 2016, Southwest Aluminium a cucerit cu succes o serie de tehnologii de bază cheie, cum ar fi formarea prin laminare și tratamentul termic și a dezvoltat un inel de forjare din aliaj de aluminiu foarte mare, cu un diametru de 10 m, care a stabilit un nou record mondial și a rezolvat o problemă tehnică cheie majoră. pentru dezvoltarea vehiculului de lansare grele din China.
Editat de May Jiang de la MAT Aluminium
Ora postării: Dec-01-2023
