Procesa parametri un Niobium hafnium sakausējuma C103 stieples pielietojums

Sintēzes īpašības
Sakausējuma kompozīcijas kontrole
Tipiskais sastāvsC103ir niobium (nb) matrica +10% hafnium (hf) +1% titāna (ti). Precīzi kontrolējot hafnija un titāna pievienošanas koeficientu, tiek optimizēta augstas temperatūras izturība un oksidācijas izturība.
Hafnija (HF) pievienošana ievērojami uzlabo sakausējuma pretestību oksidācijai, bet titāna (TI) uzlabo apstrādes veiktspēju.
Kušanas process
Vakuuma loka kausēšana (VAR) vai elektronu staru kūsība (EBM): nodrošina augstu tīrību un samazina piemaisījumu (piemēram, skābekļa, slāpekļa, oglekļa) ietekmi uz veiktspēju.
Lai uzlabotu kompozīcijas vienveidību, tiek izmantoti vairāki kušanas procesi (piemēram, dubultā vai trīskāršā kausēšana).
Stiepļu apstrāde
Karstā apstrāde: Ingotu apstrāde stieņos vai stiepļu sagataves, izmantojot tādus procesus kā karstā ritēšana un karsta ekstrūzija.
Aukstā zīmēšana: pakāpeniski ievelkot smalku vadu istabas temperatūrā vai vidējā temperatūrā, procesa laikā ir nepieciešama atkvēlināšana, lai novērstu darba sacietēšanu.
Virsmas apstrāde: stieples virsma ir jāpārklāj ar slāni (piemēram, silicīda pārklājumu), lai uzlabotu tā augstās temperatūras pretestību.
termiski apstrāde
Atkļiešanas temperatūra parasti ir 1000-1200 pakāpe C, lai novērstu iekšējo stresu un stabilizētu mikrostruktūru
Procesa parametri
1. Kausēšanas process
Metode: vakuuma loka kausēšana (VAR) vai elektronu staru kūstošana (EBM)
Temperatūra:
Var: elektrodu kušanas temperatūra lielāka vai vienāda ar 2000 grādu C (Niobium kušanas temperatūra 2468 grāds C)
EBM: elektronu staru sildīšana uz 2500-3000 grādu C vakuuma vidē
Vakuuma pakāpe: mazāka vai vienāda ar 10 ⁻ ³ PA (lai izvairītos no skābekļa un slāpekļa piesārņojuma)
Kausēšanas frekvence: parasti dubultā kausēšana, kurai nepieciešama augstas trīskārša kausēšana (kompozīcijas novirze<± 0.5 wt%)
2. Karstā apstrāde
Karstā ritēšana\/kalšana:
Temperatūra: 1200-1400 grāds C (apstrāde fāzes reģionā)
Deformācijas summa: 20-40% par piespēli, kopējais deformācijas daudzums lielāks vai vienāds ar 80%
Karsta ekstrūzija:
Temperatūra: 1000-1300 grāds C
Saspiešanas attiecība: 10: 1 līdz 20: 1
3. Auksta zīmēšana (stieples sagatavošana)
Zīmēšanas temperatūra: istabas temperatūra (auksts zīmējums) vai 300-600 grāds C (silts zīmējums, lai samazinātu plaisas)
Vienas caurlaides samazināšanas ātrums: 10-15% (līdz 20% pēc atkvēlināšanas)
ATKLĀŠANAS PROCESS:
Temperatūra: 1000-1200 grāds C (pārkristalizācijas atkvēlināšana)
Laiks: 30-60 minūtes (ūdeņraža vai vakuuma vidē)
4. Virsmas apstrāde
Pret oksidācijas pārklājumu:
Silicīda pārklājums: silīcija infiltrācijas apstrāde 1200-1400 grādā C, lai veidotu NBSI ₂ aizsargājošo slāni.
Alumīnija oksīda pārklājums: Al ₂ O3 slāni ģenerē ar ķīmisku tvaiku nogulsnēšanos (CVD).
5. Metināšanas parametri
Elektronu staru metināšana:
Paātrinājuma spriegums: 60-150 KV
Staru strāva: 20-100 MA
Vakuuma pakāpe: mazāka vai vienāda ar 10 ⁻ ² PA
Lāzera metināšana: Power {{0}} KW, ātrums 0. 5-2 m\/min
uzklāšanas zona
Aviācijas un kosmosa laukā C103 sakausējums ir ļoti piemērots galvenajiem komponentiem, piemēram, raķetēm, reaktīvo lidmašīnu un satelīta vilces sistēmām, pateicoties tā augstajam kušanas temperatūrai, augstajam blīvumam un lieliskajām mehāniskajām īpašībām. Šiem komponentiem ir jādarbojas ekstrēmās temperatūrās un spiedienā, un C103 sakausējums var izpildīt šīs stingrās prasības.
Tipiski pielietojuma gadījumi
1. Kosmosa motora sprausla (NASA korpuss)
Materiāls: C103 sakausējuma stieple, kas metināts formā
Darbības apstākļi:
Temperatūra: 1200-1500 grāds C (gāzes vide)
Spiediens: 5-10 MPA
Priekšrocības: Salīdzinot ar tradicionālajiem niķeļa sakausējumiem, tas samazina svaru par 30% un uzlabo siltuma izturību.
2. Satelītu vilces sistēma (SpaceX Draco Engine)
Komponents: vilces kameras dzesēšanas kanāls
Process: C103 stieple tiek izgatavota šūnveida struktūrā, izmantojot elektronu staru metināšanu, lai uzlabotu siltuma izkliedes efektivitāti.