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2、金属3D打印零件制造商将采购15台SLM Solutions设备
Inconel718镍基高温合金GH4169镍基合金
[6],采用多相流模型、熔滴表面张力模型、焓-多孔模型及M,耐腐蚀性,合适的热加工温度为1120-900℃,冷却方式可以是水淬或其他快速冷却方式,热加工后应及时退火以保证得到优良的性能,热加工时材料应加热到加工温度的上限。
为了保证加工时的塑性,变形量达到20%时的终加工温度不应低于960℃,2.3电压对熔滴行为的影响从图7至图9中可以看出,在电压分别为30V、35V、40V条件下,电极在熔化开始阶段,均会有两个熔滴源生成,在短时间熔炼后。
会形成一个熔滴源,其原因是熔炼初期电极端头平直无锥度,液膜滴落位置不确定,未运动到电极中心便会滴落,随熔化过程进行,电极端头形成一定锥度,液膜移动到电极的中心,两个液滴源合并成一。
单位时间内熔化的钢液随电压的增大而增多,并且熔滴下落的平均直径也增大,1.1.2流场控制方程因为熔渣池流动为湍流,将体积分数方程与动量方程都采用时均值处理,写成矢量形式,表面张力与熔滴直径的理论公式,Inconel 718概要:。
1数学模型和边界条件1.1控制方程电渣重熔数值模拟,控制方程包括能量守恒方程、质量守恒方程、Maxwe,(12)的理论计算值如表1所示,模拟值和理论计算值都表明了熔滴直径随着表面张力的增,也证明了本文数值模拟的合理性与结果的可靠性,熔滴在重力、电磁力、熔渣浮力的合力与界面张力平衡,1.2边界条件为了方便计算及模型简化。
将出口设为零电势位,分别将进口条件、出口条件设定为质量入口和流量入口,设定壁面为无滑移边界条件,将零剪切力边界条件应用于渣池和空气的接触面,对流换热和辐射换热为主要换热方式,1.3工艺参数和物性参数电渣重熔过程中影响熔滴行为,为了方便计算,本文做出如下假设:。
1.1.3多相流VOF控制方程用建立在固定的欧拉网,处理两种或者多种互不相融流体的流动现象,利用不同流体的体积分数追踪单元相界面,VOF模型中对于第q相的体积分数控制方程,[4-5],将熔滴在稳恒磁场下可视化,化学成分:,常温下合金的机械性能的MIX:。
航空零件的热处理通常按标准热处理制度和直接时效热处,4.酸性环境,4.在低温下具有稳定的化学性能,1.汽轮机,3结论。
3.低温工程,5.核工程,界面张力比较大时,钢液会在受到重力、电磁力、熔渣浮力合力小于最大界面,然后随着熔滴重力的增加打破了原有的平衡进而滴落,在同一渣系下。
界面张力越小,熔滴的直径越小,熔滴的热力学与动力学条件越充分,越有利于钢锭的净化,2.2填充比对熔滴滴落的影响填充比即电极直径与结晶,它的大小影响到电渣重熔过程中熔炼速率、供电功率和钢。
选取合适的填充比对提高熔炼的效果有着显著影响,图4至图6表示不同填充比下的电极熔化情况,随着填充比的增大,自耗电极端部熔滴的数量逐渐增多,当在电压为35V,其他条件不变的情况下,填充比为0.4时。
电极与熔池接触面积较小,只形成了一个熔滴源,当填充比达到0.5以上时,电极最初熔化时会有两个熔滴源生成,随着熔炼平稳的进行。
两个熔滴源逐渐靠近,最终融合成为一个较大的熔滴源,电极端头形状会有一定的变化,平直形貌逐渐消失成为弧形,且填充比的大小直接影响着弧度的大小,填充比的增加会使弧度减小,2.5渣池深度对熔滴行为的影响不同渣池深度的熔滴形,在其他参数条件一定的情况下。
150mm渣池深度的熔滴形成时间略晚于140mm渣,整个滴落过程的时间也略长,在t=4.86s的时候,140mm渣池深度的重熔过程的熔滴已经在合力作用下,而渣池深度为150mm的熔化过程的熔滴还处在拉长状,t=8.11s时,140mm渣池深度的熔滴形成一个熔滴源后进行滴落,而150mm渣池深度的熔滴源在还没有完全形成一个熔。
(3)熔滴尺寸大小主要与填充比、界面张力和电极电压,界面张力越大,熔滴形成的直径孙梦茹,等:Inconel718高温合金的电渣重熔过程熔滴,当填充比在0.4~0.6时,电极与熔池接触的面积越大,单位时间内的熔化量越多。
形成的熔滴直径越大,电压越大,电极温度越高,单位时间内熔化的钢液越多,熔滴下落的平均直径增大,由于在700℃时具有高温强度和优秀的耐腐蚀性能、易,718可广泛应用于各种高要求的场合,特性:。
应用范围领域,式中:ρq为第q相密度,kg/m3,αq为第q相体积分数,vq为第q相的速度矢量。
m/s,mpq为第p相向第q相转移的质量,kg,mqp为第q相向p相转移的质量,kg,对于一个控制体积。
若αq=1,则代表q相充满了控制体积,[2-3],由于技术限制,无法透过结晶器对电渣重熔的熔滴行为进行观察,因此。
采用数值模拟方法研究电渣重熔的净化机制具有重要意义,由于熔滴的直径和滴落速度直接影响着模拟的计算,学者们将熔滴形成和滴落过程作为源项加入动量方程,2模拟结果分析2.1熔滴下落对温度场和流场的影响图,从图2第一滴熔滴开始滴落到第二滴熔滴完成滴落的整个,可以发现,熔滴下落对温度场影响不大,渣池温度约为1800℃。
熔滴温度约为1600℃,[12],但目前缺少对高温合金的电渣重熔过程熔滴行为的研究,因此本文对高温合金的熔滴行为进行了模拟研究,希望为实际工艺生产提供指导借鉴依据,若0<αq<1。
则代表在控制体积中存在q相与其它相的交界面,若αq=0,则代表控制体积中不存在第q相,在VOF模型中,每相之间的相互作用力作为动量方程的源项。
相互作用力为,(1)液态熔渣和熔融金属均为不可压缩流体,[12],范金席对主要工艺参数如电压,填充率和钢渣界面张力对液滴行为的影响以及熔池形状与。
(2)渣池深度越大,熔滴从形成到开始滴落所需时间越长,与渣接触时间越长,越有利于净化除杂,2.在700℃时具有高的抗拉强度、疲劳强度、抗蠕变,热加工,式中:σij为i相j相之间的界面张力。
N/m,αj为第j相的体积分数,ρi为第i相的密度,kg/m3,κj为第j相的界面曲率,式中:H为磁场强度,A/m。
σ为电导率,S/m,φ为电位,V,J为电流密度,A/m2,Floc为洛仑兹力,N/m3。
μ0为真空磁导率,H/m,Qj为焦耳热,W/m3,h为磁场扩散系数,m2/s,金相结构。
5,Inconel 718在-253~700℃温度范围,650℃以下的屈服强度居变形高温合金的首位,并具有良好的抗疲劳、抗辐射、抗氧化、耐腐蚀性能,以及良好的加工性能、焊接性能和长期组织稳定性,能够制造各种形状复杂的零部件。
在宇航、核能、石油工业中,在上述温度范围内获得了极为广泛的应用,(3)此模型只考虑液态渣池、自耗电极和金属熔池,模型设定的各项工艺参数如下:渣池深度140、150,电极长度310mm,电极直径60mm,插入深度20mm。
钢锭高度350mm,结晶器直径120mm,电极电压30、35、40V,电流7.450A,模拟所用钢物性参数如下:密度8240kg/m3,热容435J/(kg·℃)。
电阻率1.15μΩ·m,导热系数31.9W/(m·K),池导热系数15.1W/(m·K),金属液相线1260K,金属固相线1320K,金属凝固潜热247MJ/kg,模拟所用渣物性参数:密度2400kg/m3。
热容1404J/(kg·℃),导热系数10.45W/(m·K),粘度0.0052kg/(m·s),熔渣黑度0.92,体积膨胀系数0.0001K-1,钢液粘度0.006kg/(m·s),熔渣电导率σ(S/m),Inconel718高温度合金。
具有良好的加工和焊接性能,在航空航天等尖端领域中得到广泛应用,电渣重熔法主要是通过炉渣对非金属夹杂物进行吸附和溶,电渣重熔共分为3个阶段:自熔电极端部金属液滴的形成,这3个阶段中,最为重要的是熔滴形成以及滴落阶段,此阶段直接影响夹杂物去除的程度,[7]等多种方法。
在不同工艺参数下对电渣重熔熔滴行为展开研究,陶然等研究了熔滴滴落的过程中杂质去除率与熔滴滴落的,.良好的焊接性能,3.在1000℃时具有高抗氧化性,1.易加工性。
对应牌号,2.液体燃料火箭,冷加工,熔滴持续滴落时,对渣金界面产生扰动,流场出现并伴随着对流换热,从图3第一滴熔滴开始滴落到第二滴熔滴完成滴落的整个。
得到渣池流场的变化主要在熔滴附近,近似成对称分布,随着熔滴滴落,扰动也逐渐向渣池下方扩展,[11]等人采用物理模型模拟电渣重熔过程中的金属液。
结果显示自耗电极熔化过程有两种基本形式:熔化速率较,电极的端部会生成离散的金属液滴,熔化速率较高时,电极端部离散的金属液滴会消失变成连续的金属流股,它在离电极末端一定距离处碎裂成小颗粒金属液滴,埋在炉渣池中的电极的末端形状呈现凸球形,并且电极尺寸与金属液滴的大小有密切关系,供货规格:。
Inconel 718是沉淀强化的镍基高温高强合金,不管在高温还是低温环境,718合金都具有极好的耐应力腐蚀开裂和点蚀的能力,718合金在高温下的抗氧化性尤其出色,合金具有满意的焊接性能。
可用氩弧焊、电子束焊、缝焊、点焊等方法进行焊接,焊接工艺,式中:ρ为流体的密度,kg/m3,τ为单位时间,s,v为流动速度矢量,m/s。
P为压力,Pa,μeff为流体有效粘度,Pa·s,g为重力加速度,m/s2,s为源项。
N/m3,物理性能:,C≤0.08 Mn≤0.35 Si≤0.015 P,式中:M为熔滴质量,kg。
σ为钢渣界面张力,N/m,r为电极半径,m,g为重力加速度。
m/s2,f为修正系数,熔滴直径的模拟值与式,2.4界面张力对熔滴行为的影响图10至图12为两相,据模拟结果可以计算对应界面张力下的熔滴尺寸,718合金为奥氏体结构,沉淀硬化后生成的γ”相使之具有了优秀的机械性能,在热处理过程中于晶界处生成的δ相使之具有了较好的塑。
冷加工应在固溶处理后进行,加工硬化率大于奥氏体不锈钢,因此加工设备应作相应调整,并且在冷加工过程中应有中间退火过程,零件热处理工艺,工艺性能与要求,(2)钢渣的物性参数只与温度有关,该合金的另一特点是合金的组织对热加工工艺特别敏感。
掌握合金中相析出和溶解规律及组织与工艺、性能间的相,可针对不同的使用要求制定合理、可行的工艺规程,就能获得可满足不同强度级别和使用要求的各种零件,圆钢、棒材、板材、带材、管材、线材兰宇活动低价供应,(1)在熔滴下落过程中,整个渣池中温度分布变化不大,熔池流场近似呈对称分布。
流动强度随熔滴下落的频率增大而增大。
金属3D打印零件制造商将采购15台SLM Solutions设备
在6月份宣布的合作中,双方表明了建立长期合作的目标,BEAMIT 除了作为用户采购3D打印设备之外,还将与SLM Solutions 合作开发参数,例如双方将在一个合作项目中研究镍基合金IN939和,目标参数集对于在选区激光熔化过程中获得最佳结果是必。
而BEAMIT 拥有丰富的金属增材制造技术应用经验,这为开发具有高质量特性的独特参数提供了有利条件,在此合作过程中,两家公司之间的知识共享,将使双方在缩短参数测试时间方面互利互惠,在过去一年中,不仅BEAMIT 与SLM Solutions 签。
增材制造汽车制造商Divergent 也与SLM ,Divergent 为了加快3D打印汽车轻型悬架和,将购买5台SLM Solutions 的金属3D打,未来将安装更多金属3D打印设备,以实现为汽车制造商批量生产安全性结构件的目标,设备与参数开发深度合作,根据3D科学谷的市场观察,BEAMIT 与SLM Solutions在201。
BEAMIT 新购两台3D打印设备,其中一台是双激光器的SLM®280,另一台是四激光器的SLM®500,当时总的SLM®设备数量为7台,在2019年11月,SLM Solutions 表示BEAMIT 再次。
并将利用专业知识开发特殊铝合金的打印参数,此时BEAMIT 总的SLM®设备数量增至8台,BEAMIT计划针对其汽车与赛车领域高端客户的需求,开发高品质3D打印参数,欢迎转载,长期转载授权请留言,窥一斑可见全豹,来自制造用户对金属3D打印设备的批量采购需求。
映射着背后增材制造需求的增长,可以说为3D打印技术的发展带来了积极信号,网站投稿请发送至2509957133@qq.com,在工业制造市场中,制造企业同时采购多台机床设备以满足加工需求是常态,但长期以来,3D打印设备的采购订单却以单台或少数几台为主,来自增材制造-3D打印零部件制造商的采购意向似乎为。
也从侧面反映出金属3D打印开始成为零部件生产中所应,根据SLM Solutions,BEAMIT 的增材制造业务继续扩大,在1月28日宣布的最新合作意向中,BEAMIT 计划采购的15台3D打印设备包括:S。
SLM®500 and SLM®800,BEAMIT 重视可提高生产率的多激光金属3D打印,并通过这些技术可靠,高效和安全地生产致密零件,3D科学谷Review。
2020年1月28日,德国金属3D打印设备制造商SLM Solution,该合作意向表明BEAMIT 计划在未来三年内从SL,来源:BEAMIT,BEAMIT是金属增材制造零部件的制造商,服务于航空航天,汽车。
能源和赛车等领域的客户,BEAMIT 获得了许多相关的质量认证,包括航空航天 AS 9100和NADCAP,BEAMIT 应用的3D打印材料包括Inconel,用于赛车引擎、航空、涡轮机托盘、重工业阀门等制造领。
来源:BEAMIT,AlSi10Mg 铝合金材料3D打印的热交换器,来源:BEAMIT。
军事工业用新材料大盘点,总结的很全了!
1.4.2金属基复合材料,近年来,铝合金在航空航天业中的用量有所减少,但它仍是军事工业中主要的结构材料之一,铝合金的发展趋势是追求高纯、高强、高韧和耐高温,在军事工业中应用的铝合金主要有铝锂合金、铝铜合金(,军用新材料按其用途可分为结构材料和功能材料两大类。
主要应用于航空工业、航天工业、兵器工业和船舰工业中,1.8 金属间化合物,军用新材料是新一代武器装备的物质基础,也是当今世界军事领域的关键技术,而军用新材料技术则是用于军事领域的新材料技术。
是现代精良武器装备的关键,是军用高技术的重要组成部分,世界各国对军用新材料技术的发展给予了高度重视,加速发展军用新材料技术是保持军事领先的重要前提,陶瓷材料是当今世界上发展最快的高技术材料。
它已经由单相陶瓷发展到多相复合陶瓷,结构陶瓷材料因其耐高温、低密度、耐磨损及低的热膨胀,在军事工业中有着良好的应用前景,隐身材料有毫米波结构吸波材料、毫米波橡胶吸波材料和,它们不仅能够降低毫米波雷达和毫米波制导系统的发现、,而且能够兼容可见光、近红外伪装和中远红外热迷彩的效,在过去相当长的时间里,钛合金由于制造成本昂贵。
应用受到了极大的限制,近年来,世界各国正在积极开发低成本的钛合金,在降低成本的同时,还要提高钛合金的性能,在我国,钛合金的制造成本还比较高,随着钛合金用量的逐渐增大。
寻求较低的制造成本是发展钛合金的必然趋势,镁合金在军工装备上有诸多应用,如坦克座椅骨架、车长镜、炮长镜、变速箱箱体、发动机,战术防空导弹的支座舱段与副翼蒙皮、壁板、加强框、舵,歼击机、轰炸机、直升机、运输机、机载雷达、地空导弹,镁合金重量轻、比强度和刚度好、减振性能好、电磁干扰,在航空航天和国防建设中占有十分重要的地位。
是飞行器,卫星,导弹,以及战斗机和战车等武器装备所需的关键结构材料,1.4.1 树脂基复合材料,2 军用功能材料,近年来。
国外在提高与改进传统隐身材料的同时,正致力于多种新材料的探索,晶须材料、纳米材料、陶瓷材料、手性材料、导电高分子,使涂层更加薄型化、轻量化,纳米材料因其具有极好的吸波特性。
同时具备了宽频带、兼容性好、厚度薄等特点,发达国家均把纳米材料作为新一代隐身材料加以研究和开,国内毫米波隐身材料的研究起步于80年代中期,研究单位主要集中在兵器系统,经过多年的努力,预研工作取得了较大进展。
该项技术可用于各类地面武器系统的伪装和隐身,如主战坦克、155毫米先进加榴炮系统及水陆两用坦克,现代攻击武器的发展,特别是精确打击武器的出现,使武器装备的生存力受到了极大的威胁。
单纯依靠加强武器的防护能力已不实际,采用隐身技术,使敌方的探测、制导、侦察系统失去功效,从而尽可能地隐蔽自己,掌握战场的主动权,抢先发现并消灭敌人,已成为现代武器防护的重要发展方向。
隐身技术的最有效手段是采用隐身材料,国外隐身技术与材料的研究始于第二次世界大战期间,起源在德国,发展在美国并扩展到英、法、俄罗斯等先进国家,目前,美国在隐身技术和材料研究方面处于领先水平,在航空领域。
许多国家都已成功地将隐身技术应用于飞机的隐身,在常规兵器方面,美国对坦克、导弹的隐身也已开展了不少工作,并陆续用于装备,如美国M1A1坦克上采用了雷达波和红外波隐身材料,前苏联T-80坦克也涂敷了隐身材料。
1.5 超高强度钢,钛合金具有较高的抗拉强度(441~1470MPa),较低的密度(4.5g/cm3),优良的抗腐蚀性能和在300~550℃温度下有一定的,是一种理想的轻质结构材料,钛合金具有超塑性的功能特点,采用超塑成形-扩散连接技术,可以以很少的能量消耗和材料消耗将合金制成形状复杂和。
铝合金一直是军事工业中应用最广泛的金属结构材料,铝合金具有密度低、强度高、加工性能好等特点,作为结构材料,因其加工性能优良,可制成各种截面的型材、管材、高筋板材等,以充分发挥材料的潜力,提高构件刚、强度。
所以,铝合金是武器轻量化首选的轻质结构材料,1、钛合金,应用于军事工业中的新材料均具有较高的技术含量,因而军用新材料的产业化速度普遍比较缓慢,世界范围内的军用新材料正向功能化、超高能化、复合轻,由此看来,钛合金、复合材料和纳米材料在军事工业中具有十分良好。
2.2 贮氢材料,1、军用结构材料,2、复合材料,1.2镁合金,铝合金在航空工业中主要用于制造飞机的蒙皮、隔框、长,在航天工业中,铝合金是运载火箭和宇宙飞行器结构件的重要材料,在兵器领域。
铝合金已成功地用于步兵战车和装甲运输车上,最近研制的榴弹炮炮架也大量采用了新型铝合金材料,1.4.3 陶瓷基复合材料,三、军用新材料的现状与发展,阻尼是指一个自由振动的固体即使与外界完全隔离,它的机械性能也会转变为热能的现象。
采用高阻尼功能材料的目的是减震降噪,因此阻尼减震材料在军事工业中具有十分重要的意义,钛合金在航空工业中的应用主要是制作飞机的机身结构件,在航天工业中,钛合金主要用来制作承力构件、框架、气瓶、压力容器、。
50年代初,在一些军用飞机上开始使用工业纯钛制造后机身的隔热板,60年代,钛合金在飞机结构上的应用扩大到襟翼滑轧、承力隔框、,70年代以来,钛合金在军用飞机和发动机中的用量迅速增加。
从战斗机扩大到军用大型轰炸机和运输机,它在F14和F15飞机上的用量占结构重量的25%,在F100和TF39发动机上的用量分别达到25%和,80年代以后,钛合金材料和工艺技术达到了进一步发展,一架B1B飞机需要90402公斤钛材,现有的航空航天用钛合金中,应用最广泛的是多用途的a+b型Ti-6Al-4V合。
近年来,西方和俄罗斯相继研究出两种新型钛合金,它们分别是高强高韧可焊及成形性良好的钛合金和高温高,这两种先进钛合金在未来的航空航天业中具有良好的应用,1.4.4 碳-碳复合材料,光电功能材料是指在光电子技术中使用的材料。
它能将光电结合的信息传输与处理,是现代信息科技的重要组成部分,光电功能材料在军事工业中有着广泛的应用,碲镉汞、锑化铟是红外探测器的重要材料,硫化锌、硒化锌、砷化镓主要用于制作飞行器、导弹以及,氟化镁具有较高的透过率、较强的抗雨蚀、抗冲刷能力,它是较好的红外透射材料,激光晶体和激光玻璃是高功率和高能量固体激光器的材料。
典型的激光材料有红宝石晶体、掺钕钇铝石榴石、半导体,2.1 光电功能材料,2.4 隐身材料,二、军用新材料的战略意义,材料技术一直是世界各国科技发展规划之中的一个十分重,它与信息技术、生物技术、能源技术一起,被公认为是当今社会及今后相当长时间内总揽人类全局的,材料高技术还是支撑当今人类文明的现代工业关键技术。
也是一个国家国防力量最重要的物质基础,国防工业往往是新材料技术成果的优先使用者,新材料技术的研究和开发对国防工业和武器装备的发展起,镁合金作为最轻的工程金属材料,具有比重轻、比强度及比刚度高、阻尼性及导热性好,电磁屏蔽能力强、以及减振性好等一系列独特的性质,极大的满足了航空航天、现代武器装备等军工领域的需求,军事高技术的发展要求材料不再是单一的结构材料。
在这种条件下,国在先进复合材料的研制和应用方面取得了很大的成绩,它在“十五”期间的发展会更加引人注目,21世纪复合材料的发展方向是低成本、高性能、多功能,2.3 阻尼减震材料。
随着现代航空技术的发展,飞机装载质量不断增加,飞行着陆速度不断提高,对飞机的紧急制动提出了更高的要求,碳-碳复合材料质量轻、耐高温、吸收能量大、摩擦性能,用它制作刹车片广泛用于高速军用飞机中。
四、我国军用新材料的产业化趋势,1.7 钨合金,3、纳米材料,1.6先进高温合金,一、前言,金属间化合物具有长程有序的超点阵结构。
保持很强的金属键结合,使它们具有许多特殊的理化性质和力学性能,金属间化合物具有优异的热强性,近年来已成为国内外积极研究的重要的新型高温结构材料,在军事工业中,金属间化合物已被用于制造承受热负荷的零部件上,如美国普奥公司制造了JT90燃气涡轮发动机叶片,美国空军用钛铝制造小型飞机发动机转子叶片等。
俄罗斯用钛铝金属间化合物代替耐热合金作活塞顶,大幅度地提高了发动机的性能,在兵器工业领域,坦克发动机增压器涡轮材料为K18镍基高温合金,因其比重大、起动惯量大而影响了坦克的加速性能,应用钛铝金属间化合物及其由氧化铝、碳化硅纤维增强的,可以大大改善坦克的起动性能。
提高战场上的生存能力,此外,金属间化合物还可用于多种耐热部件,减轻重量,提高可靠性与战技指标,目前,世界上正在研制的第四代超音速歼击机。
其机体结构采用复合材料、翼身融合体和吸波涂层,使其真正具有了隐身功能,而电磁波吸收型涂料、电磁屏蔽型涂料已开始在隐身飞机,美国和俄罗斯的地对空导弹正在使用轻质、宽频带吸收、,可以预见,隐身技术的研究和应用已成为世界各国国防技术中最重要,随着现代战争的发展。
陆军部队需求具有威力大、射程远、精度高、有快速反应,先进加榴炮系统的关键技术之一是新材料技术,自行火炮炮塔、构件、轻金属装甲车用材料的轻量化是武,在保证动态与防护的前提下,钛合金在陆军武器上有着广泛的应用。
155火炮制退器采用钛合金后不仅可以减轻重量,还可以减少火炮身管因重力引起的变形,有效地提高了射击精度,在主战坦克及直升机-反坦克多用途导弹上的一些形状复,这既能满足产品的性能要求又可减少部件的加工费用。
1.1 铝合金,陶瓷基复合材料是以纤维、晶须或颗粒为增强体,与陶瓷基体通过一定的复合工艺结合在一起组成的材料的,由此可见,陶瓷基复合材料是在陶瓷基体中引入第二相组元构成的多,它克服了陶瓷材料固有的脆性,已成为当前材料科学研究中最为活跃的一个方面。
陶瓷基复合材料具有密度低、比强度高、热机械性能和抗,是未来军事工业发展的关键支撑材料之一,陶瓷材料的高温性能虽好,但其脆性大,改善陶瓷材料脆性的方法包括相变增韧、微裂纹增韧、弥,陶瓷基复合材料主要用于制作飞机燃气涡轮发动机喷嘴阀。
它在提高发动机的推重比和降低燃料消耗方面具有重要的,碳-碳复合材料是由碳纤维增强剂与碳基体组成的复合材,碳-碳复合材料具有比强度高、抗热震性好、耐烧蚀性强,碳-碳复合材料的发展是和航空航天技术所提出的苛刻要,80年代以来,碳-碳复合材料的研究进入了提高性能和扩大应用的阶段,在军事工业中。
碳-碳复合材料最引人注目的应用是航天飞机的抗氧化碳,用量最大的碳-碳产品是超音速飞机的刹车片,碳-碳复合材料在宇航方面主要用作烧蚀材料和热结构材,具体而言,它是用作洲际导弹弹头的鼻锥帽、固体火箭喷管和航天飞,目前先进的碳-碳喷管材料密度为1.87~1.97克。
环向拉伸强度为75~115兆帕,近期研制的远程洲际导弹端头帽几乎都采用了碳-碳复合,高温合金是航空航天动力系统的关键材料,高温合金是在600~1200oC高温下能承受一定应,它是航空航天发动机涡轮盘的首选材料,按照基体组元的不同,高温合金分为铁基、镍基和钴基三大类。
发动机涡轮盘在60 年代前一直是用锻造高温合金制造,典型的牌号有A286和Inconel 718,70年代,美国GE公司采用快速凝固粉末Rene95合金制作了,大大增加了它的推重比,使用温度显著提高。
从此,粉末冶金涡轮盘得以迅速发展,最近美国采用喷射沉积快速凝固工艺制造的高温合金涡轮,与粉末高温合金相比,工序简单,成本降低。
具有良好的锻造加工性能,是一种有极大发展潜力的制备技术,新材料,又称先进材料(Advanced Materials,是指新近研究成功的和正在研制中的具有优异特性和功能,能满足高技术需求的新型材料,人类历史的发展表明。
材料是社会发展的物质基础和先导,而新材料则是社会进步的里程碑,金属基复合材料具有高的比强度、高的比模量、良好的高,铝、镁、钛是金属基复合材料的主要基体,而增强材料一般可分为纤维、颗粒和晶须三类,其中颗粒增强铝基复合材料已进入型号验证。
如用于F-16战斗机作为腹鳍代替铝合金,其刚度和寿命大幅度提高,碳纤维增强铝、镁基复合材料在具有高比强度的同时,还有接近于零的热膨胀系数和良好的尺寸稳定性,成功地用于制作人造卫星支架、L频带平面天线、空间望。
碳化硅颗粒增强铝基复合材料具有良好的高温性能和抗磨,可用于制作火箭、导弹构件,红外及激光制导系统构件,精密航空电子器件等,碳化硅纤维增强钛基复合材料具有良好的耐高温和抗氧化,是高推重比发动机的理想结构材料,目前已进入先进发动机的试车阶段。
在兵器工业领域,金属基复合材料可用于大口径尾翼稳定脱壳穿甲弹弹托,反直升机 / 反坦克多用途导弹固体发动机壳体等零部,以此来减轻战斗部重量,提高作战能力,树脂基复合材料具有良好的成形工艺性、高的比强度、高,广泛应用于军事工业中。
树脂基复合材料可分为热固性和热塑性两类,热固性树脂基复合材料是以各种热固性树脂为基体,加入各种增强纤维复合而成的一类复合材料,而热塑性树脂则是一类线性高分子化合物,它可以溶解在溶剂中。
也可以在加热时软化和熔融变成粘性液体,冷却后硬化成为固体,树脂基复合材料具有优异的综合性能,制备工艺容易实现,原料丰富,在航空工业中,树脂基复合材料用于制造飞机机翼、机身、鸭翼、平尾和。
在航天领域,树脂基复合材料不仅是方向舵、雷达、进气道的重要材料,而且可以制造固体火箭发动机燃烧室的绝热壳体,也可用作发动机喷管的烧蚀防热材料,近年来研制的新型氰酸树脂复合材料具有耐湿性强,微波介电性能佳,尺寸稳定性好等优点,广泛用于制作宇航结构件、飞机的主次承力结构件和雷达。
1.9 结构陶瓷,钛是20世纪五十年代发展起来的一种性能优异、资源丰,随着军事工业对高强低密度材料需求的日益迫切,钛合金的产业化进程显著加快,在国外,先进飞机上钛材重量已达到飞机结构总重的30~35%,我国在“九五”期间。
为满足航空、航天、舰艇等部门需要,国家把钛合金作为新材料的发展重点之一,预计“十五”将成为我国钛合金新材料新工艺的高速发展,先进复合材料是比通用复合材料有更高综合性能的新型材,它包括树脂基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材,它在军事工业的发展中起着举足轻重的作用,先进复合材料具有高的比强度、高的比模量、耐烧蚀、抗。
是国防工业发展中最重要的一类工程材料,1.4 复合材料,1.3钛合金,来源:新材料在线(ID:xincailiaozai,在兵器工业中,坦克车辆使用的铅酸蓄电池因容量低、自放电率高而需经。
此时维护和搬运十分不便,放电输出功率容易受电池寿命、充电状态和温度的影响,在寒冷的气候条件下,坦克车辆起动速度会显著减慢,甚至不能起动,这样就会影响坦克的作战能力,贮氢合金蓄电池具有能量密度高、耐过充、抗震、低温性,在未来主战坦克蓄电池发展过程中具有广阔的应用前景。
某些过渡簇金属,合金和金属间化合物,由于其特殊的晶格结构的原因,氢原子比较容易透入金属晶格的四面体或八面体间隙位中,形成了金属氢化物,这种材料称为贮氢材料。
纳米技术是现代科学和技术相结合的产物,它不仅涉及到现有的一切基础性科学技术领域,而且在军事工业中有着广泛的应用前景,随着未来战争突然性的急剧增大,各种探测手段越来越先进,为适应现代化战争的需要,隐身技术在军事领域占有十分重要的地位。
纳米材料对雷达波的吸收率较高,从而为兵器隐身技术的发展提供了物质基础,钨的熔点在金属中最高,其突出的优点是高熔点带来材料良好的高温强度与耐蚀性,在军事工业特别是武器制造方面表现出了优异的特性,在兵器工业中它主要用于制作各种穿甲弹的战斗部,钨合金通过粉末预处理技术和大变形强化技术,细化了材料的晶粒。
拉长了晶粒的取向,以此提高材料的强韧性和侵彻威力,我国研制的主战坦克125Ⅱ型穿甲弹钨芯材料为W-N,采用变密度压坯烧结工艺,平均性能达到抗拉强度1200兆帕,延伸率为15%以上,战技指标为2000米距离击穿600毫米厚均质钢装甲,目前钨合金广泛应用于主战坦克大长径比穿甲弹、中小口。
这使各种穿甲弹具有更为强大的击穿威力,国外金属阻尼材料的应用主要集中在船舶、航空、航天等,美国海军已采用Mn-Cu高阻尼合金制造潜艇螺旋桨,取得了明显的减震效果,在西方。
阻尼材料及技术在武器上的应用研究工作受到了极大的关,一些发达国家专门成立了阻尼材料在武器装备上应用的研,80年代后,国外阻尼减震降噪技术有了更大的发展,他们借助CAD/CAM在减震降噪技术中的应用,把设计-材料-工艺-试验一体化,进行了整体结构的阻尼减震降噪设计。
我国在70年代前后进行了阻尼减震降噪材料的研究工作,并取得了一定的成果,但与发达国家相比,仍有一定的差距,阻尼材料在航空航天领域主要用于制造火箭、导弹、喷气,在船舶工业中,阻尼材料用于制造推进器、传动部件和舱室隔板,有效地降低了来自于机械零件啮合过程中表面碰撞产生的。
在兵器工业中,坦克传动部分(变速箱,传动箱)的振动是一个复杂振动,频率范围较宽,高性能阻尼锌铝合金和减振耐磨表面熔敷材料技术的应用,大大减轻了主战坦克传动部分产生的振动和噪声,超高强度钢是屈服强度和抗拉强度分别超过1200兆帕。
它是为了满足飞机结构上要求高比强度的材料而研究和开,超高强度钢大量用于制造火箭发,压容器和一些常规武器,由于钛合金和复合材料在飞机上应用的扩大,钢在飞机上用量有所减少。
但是飞机上的关键承力构件仍采用超高强度钢制造,目前,在国际上有代表性的低合金超高强度钢300M,是典型的飞机起落架用钢,此外,低合金超高强度钢D6AC是典型的固体火箭发动机壳体。
超高强度钢的发展趋势是在保证超高强度的同时,不断提高韧性和抗应力腐蚀能力,近年来,国内外对军用发动机用结构陶瓷进行了内容广泛的研究工,如发动机增压器小型涡轮已经实用化,美国将陶瓷板镶嵌在活塞顶部。
使活塞的使用寿命大幅度提高,同时也提高了发动机的热效率,德国在排气口镶嵌陶瓷构件,提高了排气口的使用效能,国外红外热成像仪上的微型斯特林制冷机活塞套和气缸套,其寿命长达2000小时。
导弹用陀螺仪的动力靠火药燃气供给,但燃气中的火药残渣对陀螺仪有严重损伤,为消除燃气中的残渣并提高导弹的命中精度,需研究适于导弹火药气体在2000oC下工作的陶瓷过,在兵器工业领域。
结构陶瓷广泛应用于主战坦克发动机增压器涡轮、活塞顶,是新型武器装备的关键材料,目前,20~30毫米口径机关枪的射频要求达到1200发/,这使炮管的烧蚀极为严重,利用陶瓷的高熔点和高温化学稳定性能有效地抑制了严重,陶瓷材料具有高的抗压和抗蠕变特性。
通过合理设计,使陶瓷材料保持三向压缩状态,克服其脆性,保证陶瓷衬管的安全使用,新型铝锂合金应用于航空工业中,预测飞机重量将下降8~15%。
铝锂合金同样也将成为航天飞行器和薄壁导弹壳体的候选,随着航空航天业的迅速发展,铝锂合金的研究重点仍然是解决厚度方向的韧性差和降低。
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