Aluminijeva zlitina za rezervoar za raketno gorivo
Konstrukcijski materiali so tesno povezani z vrsto vprašanj, kot so zasnova konstrukcije raketnega telesa, tehnologija izdelave in obdelave, tehnologija priprave materialov in ekonomičnost, in so ključni za določanje kakovosti vzleta in nosilnosti rakete. Glede na razvojni proces materialnega sistema lahko razvojni proces materialov za rezervoarje za gorivo raket razdelimo na štiri generacije. Prva generacija so aluminijeve zlitine serije 5, torej zlitine Al-Mg. Reprezentativni zlitini sta zlitini 5A06 in 5A03. Uporabljeni sta bili za izdelavo konstrukcij rezervoarjev za gorivo raket P-2 v poznih petdesetih letih prejšnjega stoletja in se še danes uporabljata. Zlitine 5A06 vsebujejo od 5,8 % Mg do 6,8 % Mg, 5A03 pa so zlitine Al-Mg-Mn-Si. Druga generacija so zlitine na osnovi Al-Cu serije 2. Rezervoarji za shranjevanje kitajskih izstrelitvenih raket serije Long March so izdelani iz zlitine 2A14, ki je zlitina Al-Cu-Mg-Mn-Si. Od sedemdesetih let prejšnjega stoletja do danes je Kitajska začela uporabljati zlitino 2219 za proizvodnjo skladiščnih rezervoarjev, ki je zlitina Al-Cu-Mn-V-Zr-Ti, in se pogosto uporablja pri izdelavi različnih skladiščnih rezervoarjev za izstrelitvena vozila. Hkrati se pogosto uporablja tudi v konstrukciji nizkotemperaturnih rezervoarjev za gorivo za izstrelitev orožja, saj gre za zlitino z odličnimi nizkotemperaturnimi lastnostmi in celovito zmogljivostjo.
Aluminijeva zlitina za konstrukcijo kabine
Od razvoja izstrelitvenih vozil na Kitajskem v šestdesetih letih prejšnjega stoletja do danes so med aluminijevimi zlitinami za konstrukcijo kabin izstrelitvenih vozil prevladovale zlitine prve in druge generacije, ki jih predstavljata 2A12 in 7A09, medtem ko so tuje države prešle na četrto generacijo aluminijevih zlitin za konstrukcijo kabin (zlitine 7055 in 7085), ki se pogosto uporabljajo zaradi visoke trdnosti, nizke občutljivosti na kaljenje in občutljivosti na zareze. 7055 je zlitina Al-Zn-Mg-Cu-Zr, 7085 pa je prav tako zlitina Al-Zn-Mg-Cu-Zr, vendar je vsebnost nečistoč Fe in Si zelo nizka, vsebnost Zn pa je visoka, 7,0 % do 8,0 %. Zlitine Al-Li tretje generacije, ki jih predstavljata 2A97, 1460 itd., se uporabljajo v tuji letalski in vesoljski industriji zaradi visoke trdnosti, visokega modula in visokega raztezka.
Z delci ojačanimi aluminijevimi matričnimi kompoziti imajo prednosti visokega modula in visoke trdnosti ter se lahko uporabljajo za zamenjavo zlitin 7A09 za izdelavo pol-monokoknih nosilnih elementov kabine. Inštitut za raziskave kovin, Kitajska akademija znanosti, Tehnološki inštitut Harbin, Univerza Jiaotong v Šanghaju itd. so opravili veliko dela na področju raziskav in priprave z delci ojačanih aluminijevih matričnih kompozitov z izjemnimi dosežki.
Zlitine Al-Li, ki se uporabljajo v tuji vesoljski industriji
Najuspešnejša uporaba v tujih vesoljskih plovilih je zlitina Weldalite Al-Li, ki sta jo razvila Constellium in Quebec RDC, vključno z zlitinami 2195, 2196, 2098, 2198 in 2050. Zlitina 2195: Al-4.0Cu-1.0Li-0.4Mg-0.4Ag-0.1Zr, ki je prva zlitina Al-Li, ki je bila uspešno komercializirana za izdelavo nizkotemperaturnih rezervoarjev za shranjevanje goriva za izstrelitve raket. Zlitina 2196: Al-2.8Cu-1.6Li-0.4Mg-0.4Ag-0.1Zr, nizka gostota, visoka trdnost, visoka žilavost, prvotno razvita za profile okvirjev sončnih panelov Hubble, zdaj pa se večinoma uporablja za ekstrudiranje profilov letal. Zlitina 2098: Al-3,5 Cu-1,1Li-0,4Mg-0,4Ag-0,1Zr, prvotno razvita za izdelavo trupov letalskih tarč HSCT, se zaradi visoke utrujenostne trdnosti zdaj uporablja v trupih lovcev F16 in rezervoarjih za gorivo izstrelitvenih raket vesoljskih plovil Falcon. Zlitina 2198: Al-3,2Cu-0,9Li-0,4Mg-0,4Ag-0,1Zr, ki se uporablja za valjanje pločevine za komercialna letala. Zlitina 2050: Al-3,5Cu-1,0Li-0,4Mg-0,4Ag-0,4Mn-0,1Zr, ki se uporablja za izdelavo debelih plošč, ki nadomeščajo debele plošče iz zlitine 7050-T7451 za izdelavo konstrukcij komercialnih letal ali komponent za izstrelitev raket. V primerjavi z zlitino 2195 je vsebnost Cu+Mn v zlitini 2050 relativno nizka, kar zmanjša občutljivost na kaljenje in ohrani visoke mehanske lastnosti debele plošče. Specifična trdnost je 4 % višja, specifični modul je 9 % višji, žilavost loma pa se poveča z visoko odpornostjo proti napetostni koroziji in visoko odpornostjo proti rasti utrujenostnih razpok ter visoko temperaturno stabilnostjo.
Kitajske raziskave o kovaških obročih, ki se uporabljajo v raketnih konstrukcijah
Kitajska proizvodna baza za izstrelitvene rakete se nahaja v coni gospodarskega in tehnološkega razvoja Tianjin. Sestavljajo jo območje za raziskave in proizvodnjo raket, območje za industrijo uporabe vesoljske tehnologije in pomožno podporno območje. Združuje proizvodnjo raketnih delov, sestavljanje komponent in testiranje končne montaže.
Rezervoar za shranjevanje raketnega goriva je sestavljen iz povezanih valjev dolžine od 2 m do 5 m. Rezervoarji so izdelani iz aluminijeve zlitine, zato jih je treba povezati in okrepiti s kovanimi obroči iz aluminijeve zlitine. Poleg tega morajo priključki, prehodni obroči, prehodni okvirji in drugi deli vesoljskih plovil, kot so izstrelitvena vozila in vesoljske postaje, prav tako uporabljati povezovalne kovane obroče, zato so kovani obroči zelo pomembna vrsta povezovalnih in konstrukcijskih delov. Southwest Aluminum (Group) Co., Ltd., Northeast Light Alloy Co., Ltd. in Northwest Aluminum Co., Ltd. so opravili veliko dela na področju raziskav in razvoja, proizvodnje in obdelave kovanih obročev.
Leta 2007 je Southwest Aluminum premagal tehnične težave, kot so litje velikih količin, odpiranje kovanih gredic, valjanje obročev in hladno deformiranje, ter razvil kovalni obroč iz aluminijeve zlitine s premerom 5 m. Prvotna tehnologija kovanja jedra je zapolnila domačo vrzel in je bila uspešno uporabljena pri raketi Long March-5B. Leta 2015 je Southwest Aluminum razvil prvi super velik kovalni obroč iz aluminijeve zlitine s premerom 9 m, s čimer je postavil svetovni rekord. Leta 2016 je Southwest Aluminum uspešno osvojil številne ključne ključne tehnologije, kot sta valjanje in toplotna obdelava, ter razvil super velik kovalni obroč iz aluminijeve zlitine s premerom 10 m, s čimer je postavil nov svetovni rekord in rešil pomemben ključni tehnični problem pri razvoju kitajske težke izstrelitvene rakete.
Uredil May Jiang iz MAT Aluminum
Čas objave: 1. dec. 2023
