Nøgleapplikationer og innovativ forskning og udvikling af titaniumlegeringer i moderne rumraketteknologi

Med den hurtige udvikling af rumindustrien i det 21. århundrede er kravene til rumraketteknologi blevet stadigt strengere, især forskning og udvikling af motorer med højt impulstryk-til-vægt-forhold, som er blevet nøglen til at fremme fremskridt for rumteknologi. I denne sammenhæng er titanlegering, som et metalmateriale med fremragende højtemperaturstyrke, lavtemperatursejhed og fremragende forarbejdningsydelse, blevet et kernemateriale i avancerede rumraketteknologiprodukter.
Udforskning af titanlegeringsapplikationer i ekstreme miljøer
Det russiske metalinstitut arbejder på procesoptimering og ydeevneforbedring af BT6c-legeringen til komponenter i rumraketter, der er udsat for ekstreme temperaturer (-200 grad til højere), såsom store φ600 mm faldsmedede dele, akkumulatorplader , lejekonsolemner og rørfittings. Legeringen fungerer ikke kun stabilt ved -200 grader, men dens arbejdstemperaturgrænse er blevet yderligere sænket til 253 grader af partikelmetallurgiteknologi, hvilket væsentligt forbedrer materialets overordnede ydeevne. Denne innovative proces sikrer homogeniteten af ​​den fine kornstruktur i alle dele af emnet, realiserer isotropisk ydeevne og giver pålidelig materialestøtte til raketkomponenter under ekstreme forhold.

Bred anvendelse og optimering af tofasede titanlegeringer
I den brede anvendelse af rumraketter er tofasede titanlegeringer såsom BT6c, BTl4, BT3-1, BT23, BTl6, BT9 (BT8) osv. blevet de foretrukne materialer til nøglekomponenter i kraft af deres fremragende varmebehandlingsstyrkende egenskaber. For eksempel er BT6c-legering meget udbredt i en række komponenter med høje styrkekrav i den varmebehandlingsforstærkede tilstand af σb=1050MPa-1100MPa. BT14-legering viser på den anden side sine unikke fordele i højstyrkeintervallet af σb=1100MPa-1150MPa, som ikke kun kan bruges til fremstilling af rørformede bjælkeformede komponenter med diametre på fra 80 mm til 120 mm, men kan også bruges som fastgørelseselement i et lavtemperaturmiljø på -196 grader .
Fremtidsudsigter for Ti-Al intermetalliske forbindelser-baserede legeringer
For yderligere at forbedre ydeevnen af ​​rumraketter retter forskere deres opmærksomhed mod Ti-Al intermetalliske sammensætningsbaserede legeringer. Disse legeringer anses for at være de bedste af den nye generation af rumraketmaterialer på grund af deres unikke kombination af egenskaber, høj termisk styrke, høje elasticitetsmodul og lave tæthed. På nuværende tidspunkt arbejder "Composites"-forsknings- og produktionskombinationen på udviklingen af ​​omfattende procesudstyr til fremstilling af disse nye materialer, herunder avanceret udstyr til smeltning, pelletisering og isotermisk deformation, for at fremme den udbredte brug af Ti-Al-legeringer i rumfartssektoren.
Anvendelsen af ​​titanlegeringer i moderne rumfartsraketteknologi afspejler ikke kun de seneste resultater inden for materialevidenskab, men forudsiger også den fremtidige udviklingsretning for rumfartsteknologi. Ved løbende at udforske og optimere fremstillingsprocessen og egenskaberne af titanlegeringer, leverer forskere mere pålidelige og effektive materialeløsninger til rumraketter, der hjælper menneskeheden med at udforske universets store plan.