Aluminiumlegering voor raketbrandstoftank
Structurele materialen houden nauw verband met een reeks kwesties zoals het ontwerp van de raketrompstructuur, productie- en verwerkingstechnologie, materiaalvoorbereidingstechnologie en economie, en zijn de sleutel tot het bepalen van de startkwaliteit en het laadvermogen van de raket. Volgens het ontwikkelingsproces van het materiaalsysteem kan het ontwikkelingsproces van raketbrandstoftankmaterialen in vier generaties worden verdeeld. De eerste generatie bestaat uit aluminiumlegeringen uit de 5-serie, dat wil zeggen Al-Mg-legeringen. De representatieve legeringen zijn 5A06- en 5A03-legeringen. Ze werden eind jaren vijftig gebruikt voor de vervaardiging van P-2-raketbrandstoftankconstructies en worden nog steeds gebruikt. 5A06-legeringen die 5,8% Mg tot 6,8% Mg bevatten, 5A03 is een Al-Mg-Mn-Si-legering. De tweede generatie is op Al-Cu gebaseerde 2-serie legeringen. De opslagtanks van de Chinese Long March-serie lanceervoertuigen zijn gemaakt van 2A14-legeringen, een Al-Cu-Mg-Mn-Si-legering. vanaf de jaren zeventig tot heden begon China een opslagtank voor de productie van 2219-legeringen te gebruiken, een Al-Cu-Mn-V-Zr-Ti-legering, die veel wordt gebruikt bij de vervaardiging van verschillende opslagtanks voor draagraketten. Tegelijkertijd wordt het ook veel gebruikt in de structuur van brandstoftanks voor wapenlanceringen bij lage temperaturen, een legering met uitstekende prestaties bij lage temperaturen en uitgebreide prestaties.
Aluminiumlegering voor cabinestructuur
Sinds de ontwikkeling van draagraketten in China in de jaren zestig tot nu toe worden de aluminiumlegeringen voor de cabinestructuur van draagraketten gedomineerd door de eerste generatie en de tweede generatie legeringen, vertegenwoordigd door 2A12 en 7A09, terwijl het buitenland de vierde generatie is binnengegaan. Structurele aluminiumlegeringen voor cabines (7055-legering en 7085-legering), worden veel gebruikt vanwege hun hoge sterkte-eigenschappen, lage afschrikgevoeligheid en kerfgevoeligheid. 7055 is een Al-Zn-Mg-Cu-Zr-legering en 7085 is ook een Al-Zn-Mg-Cu-Zr-legering, maar het Fe- en Si-gehalte aan onzuiverheden is zeer laag en het Zn-gehalte is hoog met 7,0%. ~8,0%. De Al-Li-legeringen van de derde generatie, weergegeven door 2A97, 1460, enz., zijn toegepast in de buitenlandse lucht- en ruimtevaartindustrie vanwege hun hoge sterkte, hoge modulus en hoge rek.
Met deeltjes versterkte aluminiummatrixcomposieten hebben de voordelen van een hoge modulus en hoge sterkte, en kunnen worden gebruikt om 7A09-legeringen te vervangen om semi-monocoque cabineliggers te vervaardigen. Het Institute of Metal Research, de Chinese Academie van Wetenschappen, het Harbin Institute of Technology, de Shanghai Jiaotong University, enz. hebben veel werk verricht op het gebied van onderzoek en bereiding van met deeltjes versterkte aluminiummatrixcomposieten, met opmerkelijke prestaties.
Al-Li-legeringen gebruikt in de buitenlandse ruimtevaart
De meest succesvolle toepassing op buitenlandse ruimtevaartvoertuigen is de Weldalite Al-Li-legering, ontwikkeld door Constellium en de Quebec RDC, waaronder 2195, 2196, 2098, 2198 en 2050 Alloy. 2195-legering: Al-4.0Cu-1.0Li-0.4Mg-0.4Ag-0.1Zr, de eerste Al-Li-legering die met succes op de markt wordt gebracht voor de vervaardiging van brandstofopslagtanks bij lage temperatuur voor raketlanceringen. 2196 legering: Al-2.8Cu-1.6Li-0.4Mg-0.4Ag-0.1Zr, lage dichtheid, hoge sterkte, hoge breuktaaiheid, oorspronkelijk ontwikkeld voor Hubble-frameprofielen voor zonnepanelen, nu vooral gebruikt voor het extruderen van vliegtuigprofielen. 2098 legering: Al-3.5 Cu-1.1Li-0.4Mg-0.4Ag-0.1Zr, oorspronkelijk ontwikkeld voor de vervaardiging van HSCT-romp, vanwege zijn hoge vermoeidheidssterkte, wordt het nu gebruikt in F16-jagerromp en ruimtevaartuig Falcon-lanceringsbrandstoftank . 2198 legering: Al-3.2Cu-0.9Li-0.4Mg-0.4Ag-0.1Zr, gebruikt voor het rollen van commerciële vliegtuigplaten. 2050-legering: Al-3,5Cu-1,0Li-0,4Mg-0,4Ag-0,4Mn-0,1Zr, gebruikt om dikke platen te produceren ter vervanging van dikke platen van 7050-T7451-legering voor de vervaardiging van commerciële vliegtuigconstructies of raketlanceringscomponenten. Vergeleken met de 2195-legering is het Cu+Mn-gehalte van de 2050-legering relatief laag om de afschrikgevoeligheid te verminderen en de hoge mechanische eigenschappen van de dikke plaat te behouden, de specifieke sterkte is 4% hoger, de specifieke modulus is 9% hoger, en de breuktaaiheid wordt verhoogd met een hoge weerstand tegen spanningscorrosie en een hoge weerstand tegen vermoeiingsscheurgroei, evenals hoge temperatuurstabiliteit.
China's onderzoek naar het smeden van ringen die in raketstructuren worden gebruikt
De Chinese productiebasis voor lanceervoertuigen bevindt zich in de economische en technologische ontwikkelingszone van Tianjin. Het bestaat uit een onderzoeks- en productiegebied voor raketten, een ruimte voor toepassingen in de lucht- en ruimtevaarttechnologie en een ondersteunend ondersteunend gebied. Het integreert de productie van raketonderdelen, de assemblage van componenten en het testen van de eindmontage.
De raketbrandstofopslagtank wordt gevormd door cilinders met een lengte van 2 tot 5 meter met elkaar te verbinden. De opslagtanks zijn gemaakt van een aluminiumlegering, dus ze moeten worden verbonden en versterkt met smeedringen van aluminiumlegering. Bovendien moeten connectoren, overgangsringen, overgangsframes en andere onderdelen van ruimtevaartuigen, zoals lanceervoertuigen en ruimtestations, ook verbindingssmeedringen gebruiken, dus smeedringen zijn een zeer kritisch type verbindings- en structurele onderdelen. Southwest Aluminium (Group) Co., Ltd., Northeast Light Alloy Co., Ltd. en Northwest Aluminium Co., Ltd. hebben veel werk verricht op het gebied van onderzoek en ontwikkeling, productie en verwerking van smeedringen.
In 2007 overwon Southwest Aluminium technische problemen zoals grootschalig gieten, het openen van knuppels, ringwalsen en koude vervorming, en ontwikkelde een smeedring van aluminiumlegering met een diameter van 5 meter. De oorspronkelijke kernsmeedtechnologie vulde het binnenlandse gat en werd met succes toegepast op Long March-5B. In 2015 ontwikkelde Southwest Aluminium de eerste supergrote smeedring van aluminiumlegering met een diameter van 9 meter, waarmee een wereldrecord werd gevestigd. In 2016 heeft Southwest Aluminium met succes een aantal belangrijke kerntechnologieën veroverd, zoals walsvormen en warmtebehandeling, en een supergrote smeedring van aluminiumlegering ontwikkeld met een diameter van 10 meter, die een nieuw wereldrecord vestigde en een belangrijk technisch probleem oploste. voor de ontwikkeling van China's zware draagraket.
Bewerkt door May Jiang van MAT Aluminium
Posttijd: 01-dec-2023
