Oct 05, 2023 Lasciate un messaggio

Applicazione della lega di titanio nel razzo spaziale

Utilizzato nelle apparecchiature tecnologiche per razzi spaziali. Le leghe e le leghe quasi alfa includono OT4, OT4-1, BT5-1 e P-T3B. La piastra in lega OT4 viene utilizzata per produrre la camera di combustione del motore a razzo a combustibile liquido e le parti di attracco della stazione orbitale "Heping - 1", mentre la lega OT4-1 viene utilizzata per produrre componenti dei supporti del motore, serbatoi del carburante, giunti di tubi e parentesi. Leghe BT5-1 e P -- T3B per la produzione di contenitori - sistemi booster, accumulatori e serbatoi di stoccaggio di liquidi criogenici Leghe BT5-1 per la produzione di giranti per pompe di trasferimento idrogeno liquido. Il processo di produzione della girante è una combinazione di fusione di lingotti, forgiatura e metallurgia del pellet. La ruota di copertura con lame e la ruota principale con uno spessore di 3 mm sono realizzate mediante metallurgia delle particelle e saldate alla ruota principale di forgiatura mediante saldatura per diffusione nel processo di sinterizzazione a pressione di particelle. Sotto carico statico, la frattura si verifica sul pezzo grezzo o sulla forgiatura dello stampo, il che dimostra che la saldatura per diffusione è molto affidabile. Il buon funzionamento della girante del razzo vettore "Energy" dimostra che la tecnologia ha un buon effetto.

Lo sviluppo di motori ad alto rapporto spinta-peso per prodotti avanzati con tecnologia missilistica aerospaziale richiede l'uso di leghe di titanio con maggiore resistenza alle basse temperature e plasticità. Per questo motivo, per questo progetto, l'Istituto di ricerca sui metalli della società per azioni russa "Composite Materials" sta eseguendo il ciclo di determinazione del processo della lega BT6c. Questa lega viene utilizzata per produrre pezzi fucinati di φ600 mm con temperature di esercizio fino a -200 gradi, piastre per accumulatori, staffe di cuscinetti e billette per giunti di tubi. Al momento, stiamo esplorando modi per ridurre la temperatura di lavoro della lega a 253'C, uno dei quali è quello di ottenere parti mediante metallurgia delle particelle. Questo processo può garantire che tutte le parti della billetta abbiano una struttura cristallina fine uniforme e rendano isotrope le prestazioni dell'intera billetta. Il bianco denso è stato preparato da particelle di lega BT6c dopo pressatura isostatica a caldo in + zona + tostatura in una fase. La resistenza era di 100 MPa superiore a quella della lega BT5-1KT e le prestazioni alla fatica erano più elevate.

The important issue is to research and develop a new type of near-α alloy with σb>800MPa e temperatura di resistenza all'ossidazione fino a 850 gradi per sostituire le grandi strutture saldate in acciaio inossidabile. La lega conterrà afnio e niobio e sarà caratterizzata da un'elevata plasticità del processo, resistenza all'ossidazione a temperature fino a 850°C e protezione minima durante la saldatura senza la necessità di costose apparecchiature di saldatura come serbatoi spaziali con equipaggio con atmosfere protettive. Inoltre, i giunti saldati della lega non necessitano di ricottura per eliminare le tensioni residue.

Le leghe di titanio più utilizzate nei razzi spaziali sono le leghe bifase BT6c, BTl4, BT3-1, BT23, BTl6, BT9 (BT8), che vengono utilizzate principalmente negli stati di rafforzamento del trattamento termico. La lega BT6c ricottura può essere utilizzata negli accumulatori, ma la lega viene utilizzata principalmente nello stato di rafforzamento del trattamento termico σb=1050MPa - 1100MPa. Applicazioni simili includono le leghe BTl4 σb=1100MPa ~ 1150MPa. La lega ricotta BTl4 σb maggiore o uguale a 900 MPa può essere utilizzata come trave tubolare con un diametro da 80 mm a 120 mm e viene utilizzata anche nella produzione di elementi di fissaggio operanti a -196 grado C.

Negli ultimi anni è stato sviluppato il processo di stampaggio isotermico della lega BT23 con semisfere di diametro esterno fino a 350mm. Rispetto allo stampaggio a caldo complessivo, questo processo può ridurre la massa della parte stampata da 36 kg a 8,5 kg, lo spessore della parete da 22 mm a 10 mm e il tasso di utilizzo del metallo da 0,15 a 0,64. Ampiamente utilizzati nei razzi spaziali sono i getti in lega BT5, BT20, con una massa fino a 100 kg. È stata sviluppata e testata una lega di titanio fuso (Ti-6A1-20Zr-2Mo) con una resistenza di 1050 MPa-1100mpa ed è stato ottenuto un getto del peso di 200 kg. È stata sviluppata la pressatura isostatica a caldo dei getti. Dopo la lavorazione, la resa dei getti aumenta dal 70% al 92%, l'allungamento dei getti aumenta del 30%, la resistenza all'urto aumenta del 50% ~ 150% e la resistenza alla fatica aumenta del 50%. Vengono utilizzate anche leghe titanio-nichel con effetti "memoria di forma". La lega TH1 viene utilizzata come antenna ad apertura automatica, asta di spinta, contattore e ammortizzatore per sistemi aerospaziali. La lega per basse temperature THlk con una temperatura di recupero della forma di 80 gradi C può essere utilizzata per produrre connettori per tubi e apparecchiature in vari sistemi idraulici e di potenza.
Attualmente sono allo studio leghe a base di composti intermetallici Ti-Al. La lega ha una combinazione unica di proprietà, elevata resistenza termica, modulo elastico e bassa densità, che rendono queste leghe le leghe più promettenti per la nuova generazione di razzi spaziali. La società congiunta di ricerca e produzione "Materiali compositi" sta sviluppando un'attrezzatura di processo completa per la produzione di billette con questi materiali, comprese attrezzature per la fusione, attrezzature per la produzione di particelle, attrezzature per la deformazione isotermica, ecc.

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