Alliage d'aluminium pour réservoir de carburant de fusée
Les matériaux structurels sont étroitement liés à une série de problèmes tels que la conception de la structure du corps de fusée, la technologie de fabrication et de traitement, la technologie de préparation des matériaux et l'économie, et sont la clé pour déterminer la qualité du décollage et la capacité de charge utile de la fusée. Selon le processus de développement du système de matériaux, le processus de développement des matériaux du réservoir de carburant de fusée peut être divisé en quatre générations. La première génération est des alliages en aluminium de la série 5, c'est-à-dire des alliages al-MG. Les alliages représentatifs sont des alliages 5A06 et 5A03. Ils ont été utilisés pour fabriquer des structures de réservoir de carburant de fusée P-2 à la fin des années 1950 et sont toujours utilisées aujourd'hui. 5a06 alliages contenant 5,8% de mg à 6,8% mg, 5a03 est un alliage al-mg-mn-si. La deuxième génération est des alliages de série 2 basés sur Al-Cu. Les réservoirs de stockage de la longue série de véhicules de lancement de la Chine sont composés d'alliages 2A14, qui sont un alliage al-Cu-MG-Mn-Si. Des années 1970 à nos jours, la Chine a commencé à utiliser le réservoir de stockage de fabrication en alliage 2219, qui est un alliage Al-Cu-Mn-V-Zr-Ti, est largement utilisé dans la fabrication de divers réservoirs de stockage de véhicules de lancement. Dans le même temps, il est également largement utilisé dans la structure des réservoirs de carburant à basse température de lancement d'armes, qui est un alliage avec d'excellentes performances à basse température et des performances complètes.
Alliage d'aluminium pour la structure de la cabine
Since the development of launch vehicles in China in the 1960s until now, the aluminum alloys for the cabin structure of launch vehicles are dominated by the first generation and the second generation alloys represented by 2A12 and 7A09, while foreign countries have entered the fourth generation of alliages d'aluminium structurel de la cabine (alliage 7055 et alliage 7085), ils sont largement utilisés en raison de leurs propriétés à haute résistance, une faible sensibilité à l'extinction et la sensibilité des encoches. 7055 est un alliage al-zn-mg-cu-zr, et 7085 est également un alliage al-zn-mg-cu-zr, mais sa teneur en impureté Fe et Si est très faible, et la teneur en Zn est élevée à 7,0% ~ 8,0%. Les alliages Al-Li de troisième génération représentés par 2A97, 1460, etc. ont été appliqués dans des industries aérospatiales étrangères en raison de leur haute résistance, de leur module élevé et de leur allongement élevé.
Les composites de matrice en aluminium renforcé de particules ont les avantages d'un module élevé et d'une résistance élevée, et peuvent être utilisés pour remplacer les alliages 7A09 pour fabriquer des limons de cabine semi-monocoques. L'Institut de recherche sur les métaux, l'Académie chinoise des sciences, le Harbin Institute of Technology, l'Université de Shanghai Jiaotong, etc. ont fait beaucoup de travail dans la recherche et la préparation des composites matriciels en aluminium renforcé de particules, avec des réalisations remarquables.
Alliages al-lis utilisés dans l'aérospatiale étrangère
L'application la plus réussie sur les véhicules aérospatiaux étrangers est l'alliage Weldalite Al-AL développé par Constellium et le Québec RDC, dont l'alliage 2195, 2196, 2098, 2198 et 2050. 2195 ALLIAGE: AL-4.0CU-1.0LI-0.4MG-0.4AG-0.1ZR, qui est le premier alliage Al-Li à être commercialisé avec succès pour la fabrication de réservoirs de stockage de carburant à basse température pour les lancements de fusées. 2196 ALLIAGE: AL-2.8CU-1.6LI-0.4MG-0.4AG-0.1ZR, faible densité, haute résistance, ténacité à haute fracture, développé à l'origine pour les profils de trame de panneau solaire Hubble, désormais principalement utilisés pour extraire les profils d'avions. 2098 ALLIAGE: AL-3.5 CU-1.1li-0.4mg-0.4AG-0.1ZR, développé à l'origine pour la fabrication de fuselage HSCT, en raison de sa force de fatigue élevée, il est maintenant utilisé dans le combattant F16 Fuselage et le réservoir de carburant de falcon spatial F16 Falelage et spatial FALCON FALCON LALCON LOAC . 2198 ALLIAGE: AL-3.2CU-0.9LI-0.4MG-0.4AG-0.1ZR, utilisé pour le roulement de feuille d'avions commerciaux. 2050 ALLIAGE: AL-3.5CU-1.0LI-0.4MG- 0.4AG-0.4MN-0.1ZR, utilisé pour produire des plaques épaisses pour remplacer 7050-T7451 plaques épaisses en alliage pour la fabrication de structures d'aéronefs commerciaux ou de composants de lancement de fusée. Par rapport à l'alliage 2195, la teneur en Cu + Mn de l'alliage 2050 est relativement faible pour réduire la sensibilité à la trempe et maintenir les propriétés mécaniques élevées de la plaque épaisse, la résistance spécifique est 4% plus élevée, le module spécifique est 9% plus élevé, Et la ténacité à la fracture est augmentée avec une résistance à la fissuration à la corrosion à haute contrainte et une résistance à une forte résistance aux fissures de fatigue, ainsi qu'à une stabilité à haute température.
Les recherches de la Chine sur les anneaux de forgeage utilisés dans les structures de fusées
La base de fabrication de véhicules de lancement de la Chine est située dans la zone de développement économique et technologique de Tianjin. Il est composé d'une zone de recherche et de production de fusées, d'une zone d'industrie des applications de technologie aérospatiale et d'une zone de soutien auxiliaire. Il intègre la production de pièces de fusée, l'assemblage des composants, les tests d'assemblage final.
Le réservoir de stockage du propulseur de fusée est formé en connectant les cylindres avec une longueur de 2 m à 5 m. Les réservoirs de stockage sont en alliage d'aluminium, ils doivent donc être connectés et renforcés avec des anneaux de forgeage en alliage en aluminium. De plus, les connecteurs, les anneaux de transition, les cadres de transition et d'autres parties de vaisseau spatial tels que les véhicules de lancement et les stations spatiales doivent également utiliser les anneaux de forgeage de connexion, les anneaux de forgeage sont donc un type très critique de pièces de connexion et de structure. Southwest Aluminium (Group) Co., Ltd., Northest Light Alloy Co., Ltd., et Northwest Aluminium Co., Ltd. ont fait beaucoup de travail dans la recherche et le développement, la fabrication et le traitement des anneaux de forgeage.
En 2007, l'aluminium du sud-ouest a surmonté des difficultés techniques telles que la coulée à grande échelle, l'ouverture des billettes, le roulement de l'anneau et la déformation à froid, et a développé un anneau de forgeage en alliage en aluminium avec un diamètre de 5 m. La technologie de forgeage de base d'origine a comblé l'écart intérieur et a été appliquée avec succès au long mars-5B. En 2015, Southwest Aluminium a développé le premier anneau de forge en alliage en aluminium super grand avec un diamètre de 9m, établissant un record du monde. En 2016, l'aluminium Southwest a conquis avec succès un certain nombre de technologies de base telles que la formation de roulements et le traitement thermique, et développé un anneau de forgeage en alliage en aluminium super grand avec un diamètre de 10m, ce qui a établi un nouveau record du monde et a résolu un problème technique clé majeur clé Pour le développement du véhicule de lancement en service lourd de la Chine.
Édité par May Jiang de MAT Aluminium
Heure du poste: DEC-01-2023
