항공우주용 내화 금속 및 합금

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항공우주용 내화 금속 및 합금

내화 금속 녹는점이 2000°C 이상인 금속을 말합니다. 여기에는 텅스텐이 포함됩니다. , 몰리브덴 , 탄탈륨 , 니오븀, 레늄 및 바나듐. 내화 금속 및 그 합금의 일반적인 특성은 높은 융점, 고온에서의 고강도 및 액체 금속에 대한 우수한 내식성입니다. 사용 온도 범위는 1100~320℃로 초합금보다 훨씬 높습니다. 따라서 항공 우주에 중요한 고온 구조 재료입니다. 따라서 이 기사에서는 항공우주용 내화 금속 및 합금에 대해 자세히 살펴보겠습니다. .

항공우주용 내화 금속 및 합금

항공우주용 내화 금속 및 합금 – 1. 탄탈륨 및 탄탈륨 합금

탄탈륨 합금 고온 강도, 우수한 내열 충격성 및 높은 크리프 강도, 작은 팽창 계수 및 우수한 내열 충격성의 특성을 가지고 있습니다. 다만, 합금은 500℃ 이상에서는 내산화성이 없고, 표면에 내산화피막을 하여 보호해야 합니다.

고온 강도 및 고온 크리프 성능 요구 사항을 충족하기 위해 미국은 Ta-10W, Ta-12W, T-111, T-222를 개발했습니다. 및 ASTAR811C 합금. 앞서 언급한 합금 외에도 구소련에서는 Ta-3Nb-7.5V, Ta-15W, Ta-20W 및 Ta-10Hf-5W 합금도 개발했습니다. Ta-10W 합금은 Ajina 우주선의 연소실과 미사일의 노즈콘, 로켓 엔진 노즐의 가스 스포일러, Apollo의 연소실에 사용되었습니다.

항공우주용 내화 금속 및 합금 – 2. 니오븀 및 니오븀 합금

니오븀 합금은 내화 금속 및 합금 중에서 밀도가 가장 낮은 재료입니다. 그것은 1100-1650℃에서 고강도와 좋은 용접 성능을 가지고 있습니다. 상온 가소성이 우수하여 박판 및 복잡한 형상의 부품으로 제작이 가능합니다. 따라서 초음속 항공기, 우주선, 위성, 미사일 및 초음속 저고도 로켓에서 선호되는 열 보호 재료 및 구조 재료로 사용할 수 있습니다.

항공우주 분야의 경우 미국과 구소련은 자체 니오븀 합금 시스템을 개발했습니다. 미국의 니오븀 합금은 W, Mo, Hf를 주요 강화 원소로 사용하고 러시아는 W, Mo, Zr을 주요 추가 원소로 사용합니다.

항공우주용 내화 금속 및 합금 – 3. 몰리브덴 및 몰리브덴 합금

몰리브덴의 융점 온도는 텅스텐 및 탄탈륨보다 낮지만 밀도가 낮고 탄성률이 높으며 팽창 계수가 낮고 고온 크리프 특성이 우수합니다. . 합금은 용접될 수 있고 용접의 강도와 가소성은 요구 사항을 충족합니다. 그리고 공정 성능은 텅스텐보다 우수합니다. 단점은 심각한 저온 취화 및 고온 산화입니다.

러시아에서는 다양한 유형의 몰리브덴 합금이 개발되었습니다. Ti, Zr, C 및 Re 원소의 주요 첨가 외에도 소량의 Ni, B, Nb 등도 재료를 수정하기 위해 첨가됩니다. 합금 등급은 합금 원소의 함량에 따라 분류됩니다. 합금에는 14가지 유형이 있습니다. TZM, Mo-30W, TZC, HCM, Mo-41~50Re 계열 등 6개 합금을 포함해 미국에서 개발된 몰리브덴 합금은 러시아에 비해 적습니다.

항공우주용 내화 금속 및 합금 – 4. 텅스텐 및 텅스텐 합금

텅스텐은 가장 내열성이 높은 금속입니다. 텅스텐은 밀도가 높습니다(19.3gcm3). 그 강도는 내화 금속 중에서 가장 높습니다. 그것은 높은 탄성 계수, 작은 팽창 계수 및 낮은 증기압을 가지고 있습니다. 단점은 저온 취성 및 고온 산화입니다. 합금 요소는 텅스텐 합금의 마모 및 내식성을 크게 향상시킬 수 있습니다. 항공 우주 산업에서 텅스텐과 그 합금은 냉각 없이 로켓 노즐, 이온 로켓 엔진의 이온 링, 제트 블레이드 및 위치 지정 링, 고온 가스 반사기 및 가스 방향타를 만드는 데 사용할 수 있습니다.

솔리드 로켓 모터의 주입구 부싱과 스로트 라이닝으로 몰리브덴 대신 텅스텐을 사용하면 재료의 온도를 1760℃에서 3320℃ 이상으로 높일 수 있습니다. 예를 들어, American Polaris A-3 미사일의 노즐은 10%에서 15%의 은 침투율을 가진 고온 텅스텐 튜브로 만들어집니다. Apollo 우주선의 로켓 노즐도 텅스텐으로 만들어졌습니다. 미국의 United Aircraft Corporation은 텅스텐-구리를 개발했습니다. 텅스텐의 융점을 3400℃ 초과하는 연소 온도를 견딜 수 있는 로켓 엔진의 노즐 배플에 사용되는 복합 재료입니다.

항공우주용 내화 금속 및 합금 – 5. 레늄 및 레늄 합금

레늄은 융점이 3180°C이고 취성 임계 전이 온도가 없습니다. 고온 및 극한 추위 및 극한 열 조건에서 우수한 내크리프성을 가지며 초고온 및 강한 열 충격 작업 환경에 적합합니다. 레늄은 산소를 제외한 대부분의 연료 가스에 대해 화학적으로 불활성입니다. 레늄의 실온 인장강도는 1172MPa이고 2200℃에서 여전히 48MPa의 강도를 가지고 있습니다. 2200℃에서 레늄으로 만들어진 엔진 노즐은 100,000번의 열 피로 사이클을 견딜 수 있습니다.

레늄과 그 합금은 주로 항공우주 부품, 다양한 고체 추진 열에 민감한 부품 및 산화 방지 코팅에 사용됩니다. 레늄 호일 중국에서 준비한 인공위성 복구에 성공적으로 사용되었습니다. Re-Mo 합금은 여전히 ​​2000℃까지 높은 기계적 강도를 가지며 초음속 항공기 및 미사일의 고온 부품으로 사용될 수 있습니다. 금속 레늄은 고온 수소 부식에 강하고 수소 투과성이 낮습니다. 태양광 로켓용 열교환기 부품을 만드는 데 사용할 수 있습니다. 이 열교환부를 통해 태양 복사열의 열에너지가 수소 가스로 전달되고 수소 가스가 레늄 튜브로 흡입됩니다. , 추력을 생성합니다. 레늄 튜브의 최대 작동 온도는 2500℃에 도달할 수 있습니다.

결론

기사를 읽어주셔서 감사합니다. 항공우주용 내화 금속 및 합금에 대해 더 잘 이해하는 데 도움이 되길 바랍니다. . 내화 금속 및 합금에 대해 자세히 알아보려면 고급 내화 금속을 방문하시기 바랍니다. (암 ) 자세한 내용은

미국 캘리포니아주 레이크 포레스트에 본사가 있으며, 고급 내화 금속(ARM) 전 세계적으로 내화물 금속 및 합금의 선도적인 제조업체 및 공급업체입니다. 고객에게 다음과 같은 고품질 내화 금속 및 합금을 제공합니다. 몰리브덴, 탄탈륨, 레늄 , 텅스텐, 티타늄, 및 지르코늄 매우 경쟁력 있는 가격으로 제공됩니다.