Parametri de proces și aplicații de sârmă Niobium Hafnium aliaj C103

Caracteristici de sinteză
Controlul compoziției aliajului
Compoziția tipică aC103este niobium (nb) matrice +10% hafnium (hf) +1% titan (ti). Prin controlul precis al raportului de adăugare dintre hafnium și titan, rezistența la temperatură ridicată și rezistența la oxidare sunt optimizate.
Adăugarea Hafnium (HF) îmbunătățește semnificativ rezistența la oxidare a aliajului, în timp ce titanul (TI) îmbunătățește performanța de procesare.
Proces de topire
Topirea arcului de vid (VAR) sau topirea fasciculului de electroni (EBM): asigură puritatea ridicată și reduce impactul impurităților (cum ar fi oxigenul, azot, carbon) asupra performanței.
Mai multe procese de topire (cum ar fi topirea dublă sau triplă) sunt utilizate pentru a îmbunătăți uniformitatea compoziției.
Prelucrarea sârmei
Procesare la cald: prelucrarea lingourilor în bare sau în semifabricate prin procese precum rularea la cald și extrudarea la cald.
Desen la rece: Desenați treptat în sârmă fină la temperatura camerei sau la temperatura medie, este necesară recoacerea în timpul procesului pentru a elimina întărirea muncii.
Tratament la suprafață: suprafața firului trebuie acoperită cu un strat (cum ar fi un acoperire de silicid) pentru a-și îmbunătăți rezistența la oxidare la temperatură ridicată.
Tratament termic
Temperatura de recoacere este de obicei 1000-1200 gradul C pentru a elimina stresul intern și a stabiliza microstructura
Parametri de proces
1. Procesul de topire
Metodă: topirea arcului de vid (VAR) sau topirea fasciculului de electroni (EBM)
Temperatură:
VAR: Temperatura de topire a electrodului mai mare sau egală cu 2000 grade C (punctul de topire a niobiului 2468 grad C)
EBM: încălzirea fasciculului de electroni la 2500-3000 gradul C în mediul în vid
Grad de vid: mai puțin sau egal cu 10 ⁻ ³ PA (pentru a evita poluarea cu oxigen și azot)
Frecvență de topire: de obicei topire dublă, necesitând o topire triplă mare (abaterea compoziției<± 0.5 wt%)
2. Procesare la cald
Rulare la cald\/forjare:
Temperatură: 1200-1400 gradul C (procesarea în regiunea fazei)
Suma de deformare: 20-40% pe trecere, suma totală de deformare mai mare sau egală cu 80%
Extrudarea fierbinte:
Temperatură: 1000-1300 gradul C
Raport de stoarcere: 10: 1 până la 20: 1
3. Desen la rece (Pregătirea sârmei)
Temperatura desenului: temperatura camerei (desen la rece) sau 300-600 gradul C (desen cald pentru a reduce fisurile)
Rata de reducere a trecerii unice: 10-15% (până la 20% după recoacere)
Proces de recoacere:
Temperatură: 1000-1200 gradul C (Recristalizare recoacere)
Timp: 30-60 minute (în mediu de hidrogen sau vid)
4. Tratamentul de suprafață
Acoperire anti -oxidare:
Acoperirea silicidului: Tratament de infiltrare de siliciu la 1200-1400 gradul C pentru a forma un strat de protecție NBSI ₂.
Acoperirea oxidului de aluminiu: un strat AL ₂ O3 este generat de depunerea de vapori chimici (CVD).
5. Parametrii de sudare
Sudarea cu fascicul de electroni:
Tensiune de accelerație: 60-150 kv
Beam Current: 20-100 MA
Grad de vid: mai puțin sau egal cu 10 ⁻ ² PA
Laser Welding: Power {{0}} kw, viteză 0. 5-2 m\/min
Zona de aplicare
În câmpul aerospațial, aliajul C103 este foarte potrivit pentru componente cheie, cum ar fi rachete, aeronave cu jet și sisteme de propulsie prin satelit, datorită punctului său de topire ridicat, densității mari și proprietăților mecanice excelente. Aceste componente trebuie să funcționeze sub temperaturi și presiuni extreme, iar aliajul C103 poate îndeplini aceste cerințe stricte.
Cazuri tipice de aplicare
1. Duza de motor spațial (carcasă NASA)
Material: sârmă de aliaj C103 sudată în formă
Condiții de operare:
Temperatură: 1200-1500 gradul C (Mediul de gaz)
Presiune: 5-10 MPA
Avantaje: în comparație cu aliajele tradiționale pe bază de nichel, reduce greutatea cu 30% și îmbunătățește rezistența la căldură.
2. Sistem de propulsie prin satelit (Spacex Draco Engine)
Componentă: canalul de răcire a camerei de tracțiune
Proces: Sârmă C103 se face într -o structură de fagure prin sudarea cu fascicul de electroni pentru a îmbunătăți eficiența disipației căldurii.