Բարձրակարգ ալյումինե համաձուլվածքների նյութերի կիրառումը հրթիռային արձակման սարքերում

Ալյումինե համաձուլվածք հրթիռային վառելիքի բաքի համար

Կառուցվածքային նյութերը սերտորեն կապված են մի շարք հարցերի հետ, ինչպիսիք են հրթիռի մարմնի կառուցվածքի նախագծումը, արտադրության և մշակման տեխնոլոգիան, նյութերի պատրաստման տեխնոլոգիան և տնտեսությունը, և հանդիսանում են հրթիռի թռիչքի որակի և բեռնունակության որոշման բանալին: Նյութական համակարգի մշակման գործընթացի համաձայն, հրթիռային վառելիքի բաքի նյութերի մշակման գործընթացը կարելի է բաժանել չորս սերնդի: Առաջին սերունդը 5-րդ շարքի ալյումինե համաձուլվածքներն են, այսինքն՝ Al-Mg համաձուլվածքները: Ներկայացուցչական համաձուլվածքներն են 5A06 և 5A03 համաձուլվածքները: Դրանք օգտագործվել են P-2 հրթիռային վառելիքի բաքի կառուցվածքներ արտադրելու համար 1950-ականների վերջին և օգտագործվում են մինչ օրս: 5A06 համաձուլվածքները պարունակում են 5.8% Mg-ից մինչև 6.8% Mg, 5A03-ը Al-Mg-Mn-Si համաձուլվածք է: Երկրորդ սերունդը Al-Cu-ի վրա հիմնված 2-րդ շարքի համաձուլվածքներն են: Չինաստանի Long March շարքի հրթիռային կայանքների պահեստային բաքերը պատրաստված են 2A14 համաձուլվածքներից, որոնք Al-Cu-Mg-Mn-Si համաձուլվածք են: 1970-ական թվականներից մինչև մեր օրերը Չինաստանը սկսեց օգտագործել 2219 համաձուլվածքի պահեստային բաքի արտադրության մեջ, որը Al-Cu-Mn-V-Zr-Ti համաձուլվածք է, որը լայնորեն օգտագործվում է տարբեր հրթիռային կայանների պահեստային բաքերի արտադրության մեջ: Միևնույն ժամանակ, այն նաև լայնորեն օգտագործվում է զենքի մեկնարկի ցածր ջերմաստիճանի վառելիքի բաքերի կառուցման մեջ, որը գերազանց ցածր ջերմաստիճանային կատարողականությամբ և համապարփակ կատարողականությամբ համաձուլվածք է:

Ալյումինե համաձուլվածք խցիկի կառուցվածքի համար

1960-ական թվականներին Չինաստանում հրթիռային տիեզերանավերի մշակումից ի վեր մինչև այսօր, հրթիռային տիեզերանավերի խցիկի կառուցվածքի համար գերակշռում են առաջին և երկրորդ սերնդի համաձուլվածքները, որոնք ներկայացված են 2A12 և 7A09-ով, մինչդեռ արտասահմանյան երկրները ներմուծել են խցիկի կառուցվածքային ալյումինե համաձուլվածքների չորրորդ սերունդը (7055 համաձուլվածք և 7085 համաձուլվածք), որոնք լայնորեն կիրառվում են իրենց բարձր ամրության հատկությունների, ցածր մարման զգայունության և կտրվածքի զգայունության շնորհիվ: 7055-ը Al-Zn-Mg-Cu-Zr համաձուլվածք է, իսկ 7085-ը նույնպես Al-Zn-Mg-Cu-Zr համաձուլվածք է, սակայն դրա մեջ Fe և Si խառնուրդների պարունակությունը շատ ցածր է, իսկ Zn-ի պարունակությունը՝ բարձր՝ 7.0%~8.0%: 2A97, 1460 և այլն ներկայացված երրորդ սերնդի Al-Li համաձուլվածքները կիրառվել են արտասահմանյան ավիատիեզերական արդյունաբերություններում՝ իրենց բարձր ամրության, բարձր մոդուլի և բարձր երկարացման շնորհիվ:

Մասնիկային ամրացված ալյումինե մատրիցային կոմպոզիտներն ունեն բարձր մոդուլի և բարձր ամրության առավելություններ և կարող են օգտագործվել 7A09 համաձուլվածքները փոխարինելու համար՝ կիսամոնոկոկ խցիկի լարերներ արտադրելու համար: Մետաղների հետազոտությունների ինստիտուտը, Չինաստանի գիտությունների ակադեմիան, Հարբինի տեխնոլոգիական ինստիտուտը, Շանհայի Ցզյաոտունի համալսարանը և այլք մեծ աշխատանք են կատարել մասնիկային ամրացված ալյումինե մատրիցային կոմպոզիտների հետազոտության և պատրաստման ուղղությամբ՝ ունենալով ուշագրավ նվաճումներ:

Արտասահմանյան ավիատիեզերական ոլորտում օգտագործվող Al-Li համաձուլվածքներ

Արտասահմանյան աէրոտիեզերական տրանսպորտային միջոցների վրա ամենահաջող կիրառումը Constellium-ի և Quebec RDC-ի կողմից մշակված Weldalite Al-Li համաձուլվածքն է, որը ներառում է 2195, 2196, 2098, 2198 և 2050 համաձուլվածքները: 2195 համաձուլվածք՝ Al-4.0Cu-1.0Li-0.4Mg-0.4Ag-0.1Zr, որը առաջին Al-Li համաձուլվածքն է, որը հաջողությամբ առևտրայնացվել է հրթիռային արձակումների համար ցածր ջերմաստիճանի վառելիքի պահեստավորման բաքերի արտադրության համար: 2196 համաձուլվածք՝ Al-2.8Cu-1.6Li-0.4Mg-0.4Ag-0.1Zr, ցածր խտություն, բարձր ամրություն, բարձր կոտրման դիմադրություն, սկզբնապես մշակվել է Hubble արևային վահանակի շրջանակի պրոֆիլների համար, այժմ հիմնականում օգտագործվում է ինքնաթիռների պրոֆիլների արտանետման համար: 2098 համաձուլվածք՝ Al-3.5 Cu-1.1Li-0.4Mg-0.4Ag-0.1Zr, սկզբնապես մշակվել է HSCT ֆյուզելյաժի արտադրության համար, իր բարձր հոգնածության դիմադրության շնորհիվ այն այժմ օգտագործվում է F16 կործանիչի ֆյուզելյաժում և Falcon տիեզերանավի մեկնարկային վառելիքի բաքում։ 2198 համաձուլվածք՝ Al-3.2Cu-0.9Li-0.4Mg-0.4Ag-0.1Zr, օգտագործվում է առևտրային ինքնաթիռների թերթերի գլանման համար։ 2050 համաձուլվածք՝ Al-3.5Cu-1.0Li-0.4Mg-0.4Ag-0.4Mn-0.1Zr, օգտագործվում է հաստ թիթեղներ արտադրելու համար՝ 7050-T7451 համաձուլվածքի հաստ թիթեղները փոխարինելու համար՝ առևտրային ինքնաթիռների կառուցվածքների կամ հրթիռային արձակման բաղադրիչների արտադրության համար։ 2195 համաձուլվածքի համեմատ, 2050 համաձուլվածքի Cu+Mn պարունակությունը համեմատաբար ցածր է՝ մարման զգայունությունը նվազեցնելու և հաստ թիթեղի բարձր մեխանիկական հատկությունները պահպանելու համար, տեսակարար ամրությունը 4%-ով ավելի բարձր է, տեսակարար մոդուլը՝ 9%-ով ավելի բարձր, իսկ կոտրման ամրությունը մեծանում է՝ բարձր լարվածության կոռոզիոն ճաքերի դիմադրության և հոգնածության ճաքերի աճի բարձր դիմադրության, ինչպես նաև բարձր ջերմաստիճանային կայունության շնորհիվ։

Չինաստանում հրթիռային կառույցներում օգտագործվող կռած օղակների վերաբերյալ հետազոտություններ

Չինաստանի հրթիռային տիեզերանավի արտադրական բազան գտնվում է Տյանցզինի տնտեսական և տեխնոլոգիական զարգացման գոտում։ Այն բաղկացած է հրթիռային հետազոտությունների և արտադրության գոտուց, ավիատիեզերական տեխնոլոգիաների կիրառման արդյունաբերության գոտուց և օժանդակ օժանդակ գոտուց։ Այն ներառում է հրթիռային մասերի արտադրություն, բաղադրիչների հավաքում, վերջնական հավաքման փորձարկում։

Հրթիռային վառելիքի պահեստային բաքը ձևավորվում է 2-ից 5 մ երկարությամբ գլանների միացմամբ: Պահեստային բաքերը պատրաստված են ալյումինե համաձուլվածքից, ուստի դրանք պետք է միացվեն և ամրացվեն ալյումինե համաձուլվածքից պատրաստված կռած օղակներով: Բացի այդ, միակցիչները, անցումային օղակները, անցումային շրջանակները և տիեզերանավի այլ մասերը, ինչպիսիք են տիեզերանավերն ու տիեզերակայանները, նույնպես պետք է օգտագործեն միացնող կռած օղակներ, ուստի կռած օղակները միացնող և կառուցվածքային մասերի շատ կարևոր տեսակ են: Southwest Aluminum (Group) Co., Ltd., Northeast Light Alloy Co., Ltd. և Northwest Aluminum Co., Ltd. ընկերությունները մեծ աշխատանք են կատարել կռած օղակների հետազոտության, մշակման, արտադրության և մշակման ոլորտում:

2007 թվականին Southwest Aluminum-ը հաղթահարեց տեխնիկական դժվարություններ, ինչպիսիք են մեծածավալ ձուլումը, կռման եղանակով կառուցված արկերի բացումը, օղակի գլանումը և սառը դեֆորմացիան, և մշակեց 5 մ տրամագծով ալյումինե համաձուլվածքից կռման օղակ։ Սկզբնական միջուկի կռման տեխնոլոգիան լրացրեց ներքին բացը և հաջողությամբ կիրառվեց Long March-5B-ում։ 2015 թվականին Southwest Aluminum-ը մշակեց առաջին գերմեծ ալյումինե համաձուլվածքից կռման օղակը՝ 9 մ տրամագծով, սահմանելով համաշխարհային ռեկորդ։ 2016 թվականին Southwest Aluminum-ը հաջողությամբ նվաճեց մի շարք հիմնական տեխնոլոգիաներ, ինչպիսիք են գլանման ձևավորումը և ջերմային մշակումը, և մշակեց 10 մ տրամագծով գերմեծ ալյումինե համաձուլվածքից կռման օղակ, որը սահմանեց նոր համաշխարհային ռեկորդ և լուծեց Չինաստանի ծանր բեռնատար հրթիռի մշակման համար կարևորագույն տեխնիկական խնդիրը։

Խմբագրել է Մեյ Ջիանգը՝ MAT Aluminum-ից