航空航天:高性能耐火金属合金的应用

图片来源:Andrey Armyagov/Shutterstock

耐火金属合金以其独特的规格和通用性质而闻名。其中包括基于铌的耐火金属合金C-103,其在太空勘探和推进技术中具有各种应用。

虽然钼、钽、钨、铌和铼等元素是更知名的难熔金属,但这一类别可以扩展到多达16种金属元素。1,2,3,4.

难熔金属它们都有一些共同的核心属性。这些特性包括耐腐蚀、高导热性和熔点,以及在高温下保持机械强度(热强度)。

由于耐火材料的耐用性和耐磨性能,它们已成为广泛应用领域的研究课题。这些领域包括核能、航空航天应用、钻井、金属切割、化学加工和电子。

为了提高这些性能,研制出了耐火金属和其他成分的组合,即所谓的耐火金属合金。

例如,钢通常是由铁和碳的组合而成;但是钢的强度比单独使用这两种元素都要大。这些特性是难熔金属合金所共有的,这些合金是由钨、铌、钼、钽和/或铼与其他元素合金而形成的。

难熔金属合金是一种重要的工业资源,因为它们可以在广泛的应用中得到利用,包括耐腐蚀涂层、零件和承重部件。

航空航天用耐火合金

要制造能够穿越地球大气层甚至进入太空的设备,就需要能够承受温度变化和机械载荷变化的材料,这些变化可以在各种测量范围内迅速发生。亚博网站下载5.

虽然具有这些能力的复合材料和陶瓷已亚博网站下载经开发出来,但设计师们经常发现,这些材料不容易制作成航空航天应用所需的复杂形式。6.

与复合材料和陶瓷相比,难熔金属合金提供了另一种方法。亚博网站下载它们不仅在某种程度上更容易工作,而且仍然提供所需的高温和承重特性。

钨,钽,钼和铌在航空航天行业中发现了各种应用,因为它们的共用金属性能,包括高熔点和高温强度。6.

铌的密度在所有难熔金属中最低,接近于镍的密度,同时具有良好的导热性能。铌也比大多数其他难熔金属更容易处理。

这归因于其可焊性,以及其高室温延展性和低延性至脆性转变温度。

c - 103合金是铌基难熔金属的一种,研究人员一直在研究如何创造具有理想混合性能的难熔金属合金,以满足航空航天应用的需要。

C-103显示了令人鼓舞的制造特性和高温强度的混合。

C-103:一种轻质、高温、高强度合金

复合合金,C-103是基于铌的,加入1wt%钛,10wt%铪和痕量的其他元素。7.虽然C-103是一种高度研究的材料,但它仍然是许多研究的主题,并不断成为新应用的中心。

它的特殊机械稳定性和巨大的温度范围的强度在空间时代的几乎开始时,在航空航天应用中使用了C-103。8.

C-103合金长期以来在1100-1500中使用了航空航天应用°C温度范围由于其优异的稳定性和强度。这种稳定性和强度可以从低至1482的低温温度维持°而在室温下,其屈服强度为341 MPa。这降低到只有65 MPa在1200°C。6,7.

与其他耐火金属合金,耐火陶瓷或用于航空航天开发的复合材料不同,C-103金属合金相对易于形成。

尽管熔融高熔化温度,C-103可通过常规热机械和熔化过程处理。这允许C-103形成为一系列复杂形状,并且可以是TIG焊接而没有在可加工性或延展性中的任何显着损失。

这些特性使C-103合金非常适合于各种航空航天应用,例如,火箭发动机喷嘴,航空燃气轮机和高温阀门,而其可成形性和高温性能使C-103被用于喷气发动机加力内衬。

c - 103金属合金目前正在研究用于下一代航空技术的应用,如增力器襟翼和用于从高超声速鼻锥和前缘散热的热管。

难熔金属和金属合金如C-103适用于广泛的工业,这些可从H.C.斯塔克解决方案板棒,棒和板形式。

提供包括MHC(MO-1.2HF-0.1C)和TZM(MO-0.5TI-0.1ZR)的金属合金,而定制合金可根据要求提供。

Starck在合金领域拥有数十年的经验,这意味着在使用难熔金属合金制造复杂零件时,它可以为客户提供彻底的制造服务。

耐火合金和耐火金属也具有用于准确性和窄尺寸分布的球形和不规则粉末,用于添加剂制造粉末冶金应用。

添加剂制造的最新动态意味着在各种难熔金属中可以更容易地生产复杂的部件。

在添加剂制造中,这种特点也提供了经济优势。

耐火金属和耐火合金是昂贵的材料,但由于仅使用所需的精确材料的组件制造,因此确保了成本效益,因为加工过程较少。亚博网站下载

以前,将难熔金属合金制造成有用的形状是一个极具挑战性的过程,但现在这些可以很容易地在增材制造中形成,因为传统的热机械加工不再需要。

参考文献

  1. Bauccio,M.ASM金属参考书,第3版.(ASM国际,1993)。
  2. 耐火合金:钒,铌,钼,钨。在核能源应用的结构合金585 - 640(爱思唯尔,2019)。doi: 10.1016 / b978 - 0 - 12 - 397046 - 6.00013 - 7。
  3. 什么是难熔金属?https://www.pickpm.com/wp-content/uploads/2016/08/What-Are-Refractory-Metals.pdf
  4. 国际难熔金属和硬材料杂志亚博网站下载
  5. 张,S.&Zhao,D。航空航天材料手册亚博网站下载.(CRC Press,2012)。
  6. 铌和其他高温难熔金属的航空航天应用。在航空航天材料与材料技亚博网站下载术(eds。Prasad, N. E. & Wanhill, R. J. H.) 267-288(施普林格新加坡,2017)。doi: 10.1007 / 978 - 981 - 10 - 2134 - 3 _12。
  7. Panwar,S. S.,Prasad,K。,Umasankar Patro,T.,Balasubramanian,K。&Venkataraman,B。关于C-103基于C-103 NB合金动态应变老化的发生。亚博网站下载材料科学与工程:A亚博老虎机网登录620., 286 - 292(2015)。
  8. C-103 NB合金:属性和应用。H.C.Starck解决方案https://www.hcstarcksolutions.com/3-column-news/c103-nb-alloy-properties-applications/(2020).

此信息已采购,从H.C提供的材料进行审核和调整。亚博网站下载Starck Inc.

欲了解更多信息,请访问H.C.斯塔克公司。

引用

请使用以下格式之一在您的论文,纸张或报告中引用本文:

  • 美国心理学协会

    H.C. Starck Inc.(2021年3月10日)。航空航天:高性能耐火金属合金的应用。AZoM。2021年7月4日从//www.washintong.com/article.aspx?ArticleID=20142取回。

  • MLA.

    H.C.斯塔克公司。航空航天:高性能难熔金属合金的应用AZoM.2021年7月04。< //www.washintong.com/article.aspx?ArticleID=20142 >。

  • 芝加哥

    H.C.斯塔克公司。航空航天:高性能难熔金属合金的应用AZoM。//www.washintong.com/article.aspx?ArticleID=20142。(访问2021年7月4日)。

  • 哈佛

    H.C.斯塔克公司。2021.航空航天:高性能耐火金属合金的应用.《AZoM》,2021年7月4日观看,//www.washintong.com/article.aspx?ArticleID=20142。

告诉我们你的想法

你对这篇文章有评论、更新或想要补充的内容吗?

留下您的反馈意见
提交