Tấm Niobi C103dùng để chỉ các sản phẩm dạng tấm hoặc tấm được làm từ hợp kim dựa trên C-103 niobium-. C-103 là hợp kim kim loại chịu nhiệt-cao cổ điển với thành phần danh nghĩa khoảng 89% niobium (Nb), 10% hafnium (Hf) và 1% titan (Ti), đôi khi chứa một lượng nhỏ zirconi (Zr). Nó được chỉ định là UNS R04295 và còn được gọi là Nb-10Hf-1Ti hoặc WC-103. Hợp kim chịu lửa lập phương tập trung vào cơ thể (BCC) này có mật độ khoảng 8,85 g/cm³ - thấp nhất trong số các kim loại chịu lửa - và điểm nóng chảy khoảng 2350 ± 50 độ.
Được phát triển vào đầu những năm 1960 bởi các tổ chức Hoa Kỳ (bao gồm cả Wah Chang và Boeing) cho hệ thống động cơ đẩy hàng không vũ trụ, C-103 được thiết kế để đáp ứng các yêu cầu kép về hiệu suất cấu trúc-nhiệt độ cao, ứng suất cao-trong khi vẫn duy trì khả năng chế tạo tốt. Lần đầu tiên nó được đưa vào sử dụng trong chương trình Apollo trên phần mở rộng vòi phun của mô-đun mặt trăng và động cơ mô-đun dịch vụ. Kể từ đó, nó vẫn là một trong những hợp kim niobi được sử dụng rộng rãi nhất trong lực đẩy không gian, xuất hiện trong vòi phun tên lửa, buồng đẩy, bộ đẩy kiểm soát thái độ vệ tinh và các bộ phận của phương tiện siêu thanh.
Sức mạnh chính của C{1}}103 nằm ở sự kết hợp cân bằng giữa độ bền nhiệt độ-cao và khả năng chế tạo tuyệt vời. Ở nhiệt độ phòng, nó thể hiện độ dẻo vượt trội (độ giãn dài thường lớn hơn hoặc bằng 20%) và nhiệt độ chuyển tiếp dễ uốn từ-đến-giòn thấp (thấp đến –150 độ hoặc thấp hơn), cho phép nó chịu được các rung động tần số-cao trong điều kiện đông lạnh. Ở nhiệt độ cao (lên tới khoảng 1480 độ / 2700 độ F), nó vẫn giữ được độ bền hữu ích và khả năng chống rão, khiến nó đặc biệt thích hợp với môi trường vòi phun làm mát bằng bức xạ.
Các tính chất cơ học điển hình (điều kiện ủ, theo tiêu chuẩn ASTM B654 và các tiêu chuẩn liên quan):
Độ bền kéo ở nhiệt độ phòng- ≈ 370–385 MPa (tùy thuộc vào độ dày), cường độ chảy ≈ 260–275 MPa, độ giãn dài Lớn hơn hoặc bằng 20%.
Ở ≈1093 độ (2000 độ F), độ bền kéo ≈145 MPa, cường độ chảy ≈110 MPa, đồng thời vẫn duy trì độ dẻo tốt.
Về mặt vật lý, nó có độ dẫn nhiệt vừa phải (tốt hơn nhiều siêu hợp kim gốc niken), hệ số giãn nở nhiệt tương đối thấp và mô đun đàn hồi trong khoảng khoảng 90–110 GPa. Trong số các kim loại chịu lửa, kim loại chịu lửa tương đối dễ gia công, tạo hình và hàn nguội (đặc biệt là bằng TIG), đây là yếu tố chính trong việc lựa chọn-lâu dài của nó.
Một hạn chế quan trọng là niobi không tráng phủ và các hợp kim của nó bị oxy hóa nhanh chóng trong không khí ở nhiệt độ cao. Trong quá trình sử dụng, các bộ phận của C-103 hầu như luôn nhận được lớp phủ silicon bảo vệ (chẳng hạn như R-512E), cho phép vận hành đáng tin cậy ở mức nhiệt độ cao hơn.
2. Hình thức và thông số kỹ thuật của sản phẩm
Tấm Niobium C103 thường biểu thị các thước đo mỏng hơn (thường là 0,024–0,1875 in / ≈0,6–4,8 mm dày) với chiều rộng lên tới khoảng 24 in (61 cm); tấm dày hơn cũng có sẵn. Thông số kỹ thuật chính bao gồm:
ASTM B654/B654M (tấm, tờ và dải)
AMS 7852 (tấm/đĩa)
Các tiêu chuẩn liên quan về phôi, thanh, dây như ASTM B652, B655, AMS 7857.
Hợp kim được sản xuất bằng cách nấu chảy chân không (chùm-điện tử hoặc hồ quang{1}} chân không) để thu được các thỏi đồng nhất, sau đó là rèn, cán và ủ. Vật liệu được cung cấp ở trạng thái ủ hoặc kết tinh lại với chất lượng bề mặt cao phù hợp cho việc tạo hình và hàn chính xác tiếp theo.
3. Ứng dụng chính
Hệ thống đẩy không gian-sử dụng chiếm ưu thế. Phần mở rộng vòi phun được làm mát-bằng bức xạ (bao gồm cả các phần mở rộng trên động cơ Apollo và vòi phun chân không SpaceX Falcon Merlin), buồng đốt, buồng đẩy và bộ đẩy điều khiển thái độ/quỹ đạo-. Mật độ thấp giúp giảm trọng lượng cấu trúc, trong khi độ dẻo cao tạo điều kiện cho việc tạo hình và hàn phức tạp.
Tên lửa và phương tiện phóng-lực đẩy-vectơvòi phun và các bộ phận kết cấu có nhiệt độ-cao.
Động cơ máy bay-động cơ đốt sau-liên quancác thành phần (ví dụ, nắp).
Siêu âm và các ứng dụng-môi trường khắc nghiệt-dẫn đầucác cạnh, phần tử bảo vệ nhiệt-và các bộ phận phải chịu chu trình nhiệt và rung-tần số cao.
Các mục đích sử dụng mới nổi-C-103bột dùng cho sản xuất bồi đắp đã cho phép sản xuất các hình dạng bộ đẩy phức tạp, mở rộng khả năng thiết kế.
4. Vị thế và triển vọng của ngành
Mặc dù C-103 không phải là hợp kim niobi có độ bền-cao nhất hiện có (các hợp kim sau này như Nb521 có độ bền nhiệt độ-cao hơn), khả năng chế tạo tổng thể tuyệt vời, khả năng hàn đáng tin cậy và khả năng bay rộng rãi đã khiến nó trở thành một vật liệu phù hợp. Nó đạt được sự cân bằng thực tế giữa chi phí, hiệu suất và khả năng sản xuất, phù hợp với cả yêu cầu về-độ tin cậy cao và-khối lượng cao hơn. Các yếu tố chính của chuỗi cung ứng bao gồm sự sẵn có của niobium và hafnium, kiểm soát chặt chẽ độ tinh khiết nóng chảy và công nghệ phủ.
Quá trình sản xuất đòi hỏi phải kiểm soát chặt chẽ các tạp chất xen kẽ (đặc biệt là oxy, nitơ và cacbon) và xử lý trong điều kiện chân không cao, dẫn đến chi phí nguyên liệu tương đối cao. Trong quá trình sử dụng, bầu không khí bảo vệ hoặc lớp phủ nguyên vẹn là điều cần thiết để ngăn chặn quá trình oxy hóa-ở nhiệt độ cao và suy giảm đặc tính.
Tóm lại, Tấm Niobium C103 là sản phẩm phẳng đặc biệt không thể thiếu cho các cấu trúc hàng không vũ trụ có nhiệt độ-cao. Bằng cách kết hợp mật độ thấp và độ dẻo của niobi với tác dụng tăng cường của hafnium và titan, nó mang lại hiệu suất đáng tin cậy dưới nhiệt độ và áp suất khắc nghiệt. Từ thời Apollo cho đến các chương trình không gian thương mại ngày nay, nó vẫn là vật liệu nền tảng cho các hệ thống đẩy nhẹ,{4}}nhiệt độ cao. Những tiến bộ liên tục trong sản xuất bồi đắp và lớp phủ bảo vệ dự kiến sẽ tiếp tục mở rộng phạm vi ứng dụng của nó.
Lisa
Giám đốc bán hàng
Số điện thoại/weChat/whatsApp
(82)-18291772322
Ta-Nb@titanmsgp.com
