液体火箭发动机推力室身部外壁快速电铸成型技术

以液体火箭发动机推力室身部成型制备为背景,对推力室身部外壁电铸镍快速成型技术进行了深入研究.通过改变电铸镍直流电铸的温度、电流密度及电流分布等方法,提高电铸镍层沉积速度.采用拉伸试验机系统研究了不同条件下获得电铸镍的力学性能.运用金相、扫描电镜及内应力测试仪等手段对电铸镍层厚度、微观结构、试样断口以及电铸镍层内应力等进...     

完全用电铸法制造的低温火箭发动机的轻重量再生冷却推力室

对完全用电铸法制成的火箭发动机推力室已经成功地进行了验证。在这种推力室中,薄壁冷却夹套(通道)和用于承受全部推力室压力和推力载荷的推力室壁形成一个整体部件,它不采用钎焊工艺。冷却通道完全可以承受热膨胀。这种推力室与铣制的铜推力室相比,它的重量轻、生产价格低;与管束式推力室相比,它的价格低。为了验证试验压力,设计、生产、试验了1100磅氢氧发动机的海平面推力室。试验期间,该推力室不仅能在设计状态下,而且也在偏离设计条件很大的情况下,都能满意地工作。     

有冷却槽的火箭发动机燃烧室的应力分析(报告Ⅰ:弹性应力分析)

在日本设计研制的原型LE-7助推火箭发动机中,已研制了四种制造推力室的方法:CIP(冷等静压制)成形法、镍电铸法、扩散焊接法和铜粉钎焊法。本报告的目的是要从推力室壁的最大弹性应力观点出发比较和评估这些方法。所分析的冷却槽式推力室是根据LE-7发动机的设计任务书设计的。在下面的分析中把推力室壁的压力和热载荷作为边界条件。作为第一步,为了简化起见,用轴对称薄壳模型进行分析,以评价整个燃烧室的应力场。然后用二维弹性分析法计算具有最大应力的喉部壁板。这些分析证明,四种加工方法中CIP成形法具有最低的应力场。进一步分析表明,CIP法还可以在CIP成形的外筒与外壳之间嵌入绝热层加以改进,这样,就能降低燃烧室壁的最大应力。     

铬/镍镀层对甲烷发动机推力室再生冷却换热影响研究

采用三维整场求解的方法,对某甲烷发动机推力室身部进行流动/传热耦合计算,研究了内壁燃气侧铬/镍镀层对甲烷再生冷却身部换热的影响。研究结果表明,气壁镀铬/镍可以有效保护推力室喉部,降低室壁温度,当敷设0.05 mm镍镀层时,喉部壁温可降低24.4%,最大热流密度可减小20%;敷设0.05 mm铬镀层时,喉部壁温降低约23%,热流密度减小18.7%;气壁镀镍的热防护效果优于气壁镀铬,且镍镀层厚度越大,气壁温和液壁温降低越多,防护效果越好。     

航天器件电铸镍焊接裂纹的研究

本工作以某些重要航天器件制造中遇到的实际问题为背景,对电铸镍与1Cr18Ni9Ti焊接接头电铸镍一侧近缝区的裂纹进行了深入研究。采用可变拘束裂纹试验法确定了电铸镍产生裂纹的最小临界应变量。采用Gleeble—1500试验机系统地研究了加热过程及以不同速度冷却过程中电铸镍的热塑性。运用扫描电镜、透射电镜及其能谱分析仪等于段对裂纹表面、热塑性试样断口以及薄膜试样的晶界区进行了系统分析。研究确定,电铸镍近缝区裂纹本质上是一种起裂于熔合区的特殊液化裂纹。研完了裂纹的形成温度与主要影响因素,并提出了控制措施。     

电铸镍药型罩的微观组织及力学特性研究

采用电铸法制备镍药型罩,利用X射线衍射仪、扫描电镜研究电铸镍药型罩的微观组织,通过拉伸试验研究电铸镍药型罩的力学特性。结果表明:在无添加剂时,随着电流密度的增大,晶粒尺寸变大;加入添加剂后,晶粒细化,可得到超细晶镍药型罩。脉冲电铸制备的药型罩表面光滑,晶粒尺寸约为500 nm。电铸镍药型罩中存在强烈的<100>丝织构,电铸参数的改变对镍药型罩织构影响较小。力学特性研究表明其屈服强度为256 MPa,伸长率可达7.4%。断口形貌观察发现电铸超细晶镍的断裂属于延性断裂。     

电铸纳米晶镍锰合金的性能研究

对利用冲液装置和高频窄脉宽脉冲电流电铸所得到的镍锰合金试片进行了显微硬度的测试及拉伸试验,研究与分析了沉积电流密度对电铸层显微硬度和拉伸性能的影响。结果表明,随沉积电流密度的增大,由于电铸层锰含量升高和晶粒尺寸减小而使电铸镍锰合金的显微硬度和强度升高,延伸率降低。电铸纳米晶镍锰合金具有较高的显微硬度和强度。     

辅助交变低气压-温度梯度微细电铸技术

具有超深或高深宽（径）比( HAR)微结构特征的高质量电铸，是制造金属微机械器件和半导体通孔金属化的技术关键之一。开发了一种新的电铸技术：辅助交变低气压一温度梯度微细电铸技术，并介绍了该技术的基础理论，分析了其作用机理，研制了实施该技术的专用装置，进行了微细电铸试验。分析了微细电铸镍元部件的形貌特征及其影响因素。研究结果表明，与常规电铸工艺相比，采用辅助交变低气压微细电铸工艺，能显著减少电铸件的气孔缺陷，增强电充填深铸能力，改善形貌质量。     

弹子加压机构涂层密封材料性能研究

针对弹子加压机构密封配合柱面使用环境恶劣、密封不良或锈蚀导致弹子盘运动卡滞的问题,研究了镍包石墨和镍包二硫化钼两种涂层密封材料性能,通过氧-乙炔火焰喷涂方法制备了涂层试样,通过金相显微镜、显微硬度计对涂层微观形貌和硬度进行了检测;采用拉伸试验法研究了涂层结合强度;采用斜坡法和拖磨法分别研究了涂层静摩擦系数和动摩擦系数.结果表明:镍包二硫化钼涂层和镍包石墨涂层金相组织均匀,镍包二硫化钼涂层与镍包石墨涂层相比显微硬度高了26.2%、结合强度高了4%、动摩擦片系数低了11%,为弹子加压机构配合柱面密封材料选择提供了依据.     

涂层-金属基体界面区的激光熔合处理

对涂层-金属基体界面区的激光熔合工艺、熔合区的组织结构、元素分布进行了研究。结果表明,该方法既可保持涂层原有性能,又可增加涂层-基体间结合强度。     

复合材料火箭发射器寿命试验研究

文中针对采用有机涂层材料作为耐烧蚀、抗冲刷内壁的典型复合材料火箭发射器结构的研究,介绍了复合材料发射器目前的技术状态、成型工艺、相关试验方法以及试验结果,为可重复使用复合材料单兵武器发射器研制提供一定的技术参考。     

新型激光选区熔化3D打印高强韧不锈钢部件

正据Materials Today网站报道,英国伯明翰大学、瑞典斯德哥尔摩大学和中国浙江大学的研究人员最新研制出一种新型不锈钢激光选区熔化3D打印工艺。该工艺克服了3D打印制造产品强度-延性的瓶颈,可以用于制造航天和车辆工业的重型部件。目前,已用这种工艺打印出核聚变试验堆。新型3D打印工艺具有超快冷却速率(10~3~10~8℃/s),而这在传统金属工艺中是不可能的。超快冷     

铜材表面喷涂陶瓷基复合耐热涂层的研究

该文研究了铜材表面喷涂陶瓷基耐热复合涂层的组织和性能。试验结果表明,采用氧乙炔火焰喷涂和重熔工艺,在铜材表面喷涂陶瓷基复合耐热涂层[Al_2O_3~--(15～30)％镍包铝-(5～10)％Cu]后,涂层间有扩散反应和液相烧结、以及晶粒细小等组织特征,涂层具有良好的结合强度,耐热蚀和抗热震性能。     

高孔隙率镍泡沫材料零件

<正> 日本Itami的Sumitomo电器工业有限公司已经研制出一种独特的镍泡沫金属,其最大孔隙率可达98％,并且能够弯曲、切割和压制成多种最终形状零件。这种材料称为微孔金属(Celmet)。Sumitomo电器工业有限公司用带导电石墨涂层的聚氨酯电解沉积镍进行热处理,从泡沫中去除聚氨酯和石墨的方法生产镍泡沫材料,耐腐蚀的镍和镍铬     

Ni/TiO2/SDBS电流变液的电磁流变行为

通过基于物理化学方法的多层包覆工艺在纳米镍微粒表面均匀地包覆了SDBS掺杂TiO2涂层,获得了纳米核壳结构Ni/TiO2/SDBS,研究了不同包覆层对电流变体性能的影响,分析了镍核心的纳米核壳微粒的电流变性能规律,得到了镍核心纳米核壳微粒的电流变体要经过表面改性和外层包覆来提高性能及稳定性的结论。     

氨基磺酸盐电铸镍药型罩的制备与微观组织

采用直流电铸法在氨基磺酸盐铸液中电铸制备镍药型罩,利用光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)和背散射电子衍射(EBSD)技术对其组织结构进行观察和分析。研究结果表明:所制备药型罩表面质量良好,由于电铸过程中添加剂的不断消耗,从药型罩的内表面到外表面存在微观组织的不均匀性,晶粒沿平行于罩壁的法线方向呈柱状生长,在罩壁的法线方向存在<100>丝织构。     

氢氧推力室喷管超声速气膜冷却参数研究

某型氢氧推力室喷管延伸段采用超声速气膜冷却,在面积比35处引入涡轮排气作为冷却气体。通过采用数值模拟的方法,研究了唇高、吹风比、冷却剂流量和静压比等参数对气膜冷却效果和比冲的影响。结果表明:随着唇高的增大,推力室的比冲和推力略微降低,而冷却效率和壁温几乎不变;在主射流压力匹配且射流量一定的条件下,吹风比增大可以轻微地提高气膜冷却效果和发动机比冲;在压力匹配且吹风比一定的条件下,射流量增加可以提高气膜冷却效果;在射流量一定的条件下,主射流压力匹配时,气膜冷却效果最佳,发动机比冲最高。     

带エ艺孔的板坯拉深新エ艺有限元模拟

提出了一神在板坯外缘上打工艺孔再进行拉深的新的工艺方法，分析了带孔板坯拉深的力学特征，阐明了这种工艺能提高板坯成形性能的技术关键。以带法兰的矩形盒拉深为研究对象，运用ANSYS/LS-DYNA软件建立4个有限元模型(FEM)，采用SHELL 163单元和Belystchko-Wong-Chiang算法进行有限元模拟并对其结果进行比较。结果表明：这一新工艺的拉深成形的效果十分理想。     

国外典型大推力氢氧发动机推力室技术方案综述

为了获取大推力氢氧发动机推力室设计的相关准则和经验,通过对比分析国外典型大推力氢氧发动机推力室的技术方案,总结了喷注器、主燃烧室和喷管延伸段等组合件关键设计参数和结构方案的选择规律,以及工艺方法和材料应用的发展趋势,可为中国未来200 t级大推力氢氧发动机推力室方案的确定提供相应的设计参考。     

新的激光选区熔化3D打印工艺可制高强韧不锈钢部件

正英国伯明翰大学、瑞典斯德哥尔摩大学和中国浙江大学共同研制出一种新的3D打印工艺,克服了增材制造强度-延性的瓶颈。该工艺具有传统金属制备工艺不可能获得的高快速冷却速率,增材制造使金属变成非平衡态,产生类似亚微米尺寸的位错网组织,从而获得理想的强度和韧性。这项工作为科研人员带来了全新的设计高力学特性新型合金材料的工具,同时还为3D打印进入要求高力学特性如航天和车辆结构部件领域打下基础。试验系统有助于科研人员研究物理机制、确定有效地打印金属显微组织特性。