Oct 05, 2023 Dejar un mensaje

Aplicación de aleación de titanio en cohetes espaciales.

Utilizado en equipos de tecnología de cohetes espaciales. Las aleaciones y aleaciones casi alfa incluyen OT4, OT4-1, BT5-1 y P-T3B. La placa de aleación OT4 se utiliza para fabricar la cámara de combustión del motor de cohete de combustible líquido y las piezas de acoplamiento de la estación orbital "Heping - 1", y la aleación OT4-1 se utiliza para fabricar componentes de soporte de motor, tanques de combustible y juntas de tuberías. y corchetes. Aleaciones BT5-1 y P -- T3B para la fabricación de contenedores - sistemas de refuerzo, acumuladores y tanques de almacenamiento de líquidos criogénicos. Aleaciones BT5-1 para la fabricación de impulsores de bombas de transferencia de hidrógeno líquido. El proceso de fabricación del impulsor es una combinación de fundición de lingotes, forjado en matriz y metalurgia de pellets. La rueda de cubierta con cuchillas y la rueda principal con un espesor de 3 mm están fabricadas mediante metalurgia de partículas y soldadas a la rueda principal de forjado mediante soldadura por difusión en el proceso de sinterización por presión de partículas. Bajo carga estática, la fractura se produce en la pieza en bruto de partículas o en la forja, lo que demuestra que la soldadura por difusión es muy confiable. El buen funcionamiento del impulsor del cohete portador "Energy" demuestra que la tecnología tiene buenos resultados.

El desarrollo de motores con una relación peso-empuje de impulsos altos para productos de tecnología avanzada de cohetes aeroespaciales requiere el uso de aleaciones de titanio con mayor resistencia y plasticidad a bajas temperaturas. Por este motivo, para este proyecto el Instituto de Investigación de Metales de la sociedad anónima rusa "Materiales Compuestos" está llevando a cabo el ciclo de determinación del proceso de la aleación BT6c. Esta aleación se utiliza para producir piezas forjadas de φ600 mm con temperaturas de funcionamiento de hasta -200 grados, placas para acumuladores, soportes de cojinetes y palanquillas para juntas de tuberías. Actualmente, estamos explorando formas de reducir la temperatura de trabajo de la aleación a 253 °C, una de las cuales es obtener piezas mediante metalurgia de partículas. Este proceso puede garantizar que todas las partes del tocho tengan una estructura cristalina fina y uniforme y hacer que todo el tocho tenga un rendimiento isotrópico. Se preparó una pieza en bruto densa a partir de partículas de aleación BT6c después de un prensado isostático en caliente en la zona + + tostado de una etapa. La resistencia fue 100 MPa mayor que la de la aleación BT5-1KT y el rendimiento ante la fatiga fue mayor.

The important issue is to research and develop a new type of near-α alloy with σb>800MPa y temperatura de resistencia a la oxidación de hasta 850 grados para reemplazar las grandes estructuras soldadas de acero inoxidable. La aleación contendrá hafnio y niobio y se caracterizará por una alta plasticidad del proceso, resistencia a la oxidación a temperaturas de hasta 850 °C y una protección mínima durante la soldadura sin la necesidad de costosos equipos de soldadura, como tanques espaciales tripulados con atmósferas protectoras. Además, las uniones soldadas de la aleación no requieren recocido para eliminar la tensión residual.

Las aleaciones de titanio más utilizadas en cohetes espaciales son las aleaciones bifásicas BT6c, BTl4, BT3-1, BT23, BTl6, BT9 (BT8), que se utilizan principalmente en estados de refuerzo por tratamiento térmico. La aleación BT6c de recocido se puede utilizar en acumuladores, pero la aleación se utiliza principalmente en el estado de refuerzo del tratamiento térmico σb=1050MPa - 1100MPa. Aplicaciones similares incluyen aleaciones BTl4 σb=1100MPa ~ 1150MPa. La aleación BTl4 recocida σb mayor o igual a 900 MPa se puede utilizar como una viga tubular con un diámetro de 80 mm a 120 mm, y también se utiliza en la fabricación de sujetadores que funcionan a -196 grados C.

En los últimos años, se ha desarrollado el proceso de estampado isotérmico de la aleación BT23 con un diámetro exterior de hasta 350mm de hemisferios. En comparación con el estampado en caliente general, este proceso puede reducir la masa de la pieza estampada de 36 kg a 8,5 kg, el espesor de la pared de 22 mm a 10 mm y la tasa de utilización del metal de 0,15 a 0,64. En los cohetes espaciales se utilizan ampliamente las piezas fundidas de aleación BT5 y BT20, con una masa de hasta 100 kg. Se desarrolló y probó una aleación de titanio fundido (Ti-6A1-20Zr-2Mo) con una resistencia de 1050 MPa-1100mpa, y se obtuvo un modelo que pesaba 200 kg. Se desarrolló el prensado isostático en caliente de piezas fundidas. Después del procesamiento, el rendimiento de las piezas fundidas aumenta del 70% al 92%, el alargamiento de las piezas fundidas aumenta en un 30%, la tenacidad al impacto aumenta entre un 50% y un 150% y la resistencia a la fatiga aumenta en un 50%. También se utilizan aleaciones de titanio-níquel con efectos de "memoria de forma". La aleación TH1 se utiliza como antena de apertura automática, varilla de empuje, contactor y amortiguador para sistemas aeroespaciales. La aleación THlk de baja temperatura con una temperatura de recuperación de forma de 80 grados C se puede utilizar para fabricar conectores para tuberías y equipos en diversos sistemas hidráulicos y sistemas de energía.
Actualmente se están estudiando aleaciones basadas en compuestos intermetálicos Ti-Al. La aleación tiene una combinación única de propiedades, alta resistencia térmica y módulo elástico, y baja densidad, lo que convierte a estas aleaciones en las más prometedoras para la nueva generación de cohetes espaciales. La empresa conjunta de investigación y producción "Materiales compuestos" está desarrollando un equipo de proceso integral para fabricar palanquillas con estos materiales, incluidos equipos de fusión, equipos de producción de partículas, equipos de deformación isotérmica, etc.

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