Параметры процесса и применение сплава Niobium Hafnium C103

Характеристики синтеза
Контроль состава сплава
Типичный составC103IS niobium (nb) matrix +10% hafnium (hf) +1% titanium (ti). Точно контролируя соотношение добавления гафния и титана, оптимизируется высокотемпературная прочность и устойчивость к окислению.
Добавление гафния (HF) значительно улучшает устойчивость к окислению сплава, в то время как титан (Ti) улучшает производительность обработки.
Процесс плавления
Плавление вакуумной дуги (VAR) или таяние электронного луча (EBM): обеспечивает высокую чистоту и уменьшает влияние примесей (таких как кислород, азот, углерод) на производительность.
Множественные процессы плавления (такие как двойное или тройное плавление) используются для улучшения однородности композиции.
Обработка проводов
Горячая обработка: обработка слитков в стержни или проводные пробелы с помощью таких процессов, как горячая катание и горячая экструзия.
Холодный рисунок: постепенно привлечение в тонкую проволоку при комнатной температуре или средней температуре, отжиг требуется во время процесса, чтобы устранить упрочнение работы.
Обработка поверхности: поверхность провода должна быть покрыта слоем (таким как покрытие силицидов) для повышения его высокотемпературной устойчивости к окислению.
термическая обработка
Температура отжига обычно 1000-1200 степень C для устранения внутреннего напряжения и стабилизации микроструктуры
Параметры процесса
1. Процесс плавки
Метод: расплавление вакуумной дуги (VAR) или расплавление электронного луча (EBM)
Температура:
Var: температура плавления электродов больше или равна 2000 градусам C (точка плавления ниобия 2468 градуса C)
EBM: Электронный нагрев луча до 2500-3000 Степень C в вакуумной среде
Степень вакуума: меньше или равен 10 ⁻ ³ PA (чтобы избежать загрязнения кислородом и азотом)
Частота плавки: обычно двойное плавление, требующее высокого тройного плавления (отклонение композиции<± 0.5 wt%)
2. Горячая обработка
Горячая катание\/корова:
Температура: 1200-1400 Степень C (обработка в фазовой области)
Сумма деформации: 20-40% за проход, общая сумма деформации больше или равна 80%
Горячая экструзия:
Температура: 1000-1300 Степень c
Соотношение сжатия: 10: 1 до 20: 1
3. Холодный рисунок (подготовка проволоки)
Температура рисования: комнатная температура (холодный рисунок) или 300-600 Степень C (теплый рисунок для уменьшения трещин)
Скорость снижения однопроходов: 10-15% (до 20% после отжига)
Процесс отжига:
Температура: 1000-1200 Степень C (перекристаллизация отжига)
Время: 30-60 минуты (в водороде или вакуумной среде)
4. Обработка поверхности
Анти окисляющее покрытие:
Силицидное покрытие: кремниевое инфильтрационное лечение при 1200-1400 степень C, чтобы сформировать защитный слой NBSI.
Покрытие оксида алюминия: слой Al ₂ O3 генерируется химическим осаждением пара (ССЗ).
5. Параметры сварки
Электронная сварка луча:
Напряжение ускорения: 60-150 kv
Ток луча: 20-100 ma
Вакуумная степень: меньше или равна 10 ⁻ ² pa
Лазерная сварка: power {{0}} кВт, скорость 0. 5-2 m\/min
область применения
В аэрокосмической области сплав C103 очень подходит для ключевых компонентов, таких как ракеты, реактивные самолеты и спутниковые двигательные системы из -за ее высокой температуры плавления, высокой плотности и превосходных механических свойств. Эти компоненты должны работать под экстремальными температурами и давлением, а сплав C103 может соответствовать этим строгим требованиям.
Типичные случаи применения
1. Космический сог двигателя (корпус НАСА)
Материал: C103 Сплав сплав
Условия эксплуатации:
Температура: 1200-1500 степень C (газовая среда)
Давление: 5-10 MPA
Преимущества: по сравнению с традиционными сплавами на основе никеля, он снижает вес на 30% и повышает теплостойкость.
2. Система спутниковой движения (двигатель SpaceX Draco)
Компонент: канал охлаждения камерной камеры
Процесс: C103 Провод превращается в сотовую конструкцию через электронную сварку луча, чтобы повысить эффективность рассеяния тепла.