本文導讀目錄:
2、金屬3D打印零件制造商將采購15臺SLM Solutions設備
Inconel718鎳基高溫合金GH4169鎳基合金
?。?],采用多相流模型、熔滴表面張力模型、焓-多孔模型及M,耐腐蝕性,合適的熱加工溫度為1120-900℃,冷卻方式可以是水淬或其他快速冷卻方式,熱加工后應及時退火以保證得到優(yōu)良的性能,熱加工時材料應加熱到加工溫度的上限。
為了保證加工時的塑性,變形量達到20%時的終加工溫度不應低于960℃,2.3電壓對熔滴行為的影響從圖7至圖9中可以看出,在電壓分別為30V、35V、40V條件下,電極在熔化開始階段,均會有兩個熔滴源生成,在短時間熔煉后。
會形成一個熔滴源,其原因是熔煉初期電極端頭平直無錐度,液膜滴落位置不確定,未運動到電極中心便會滴落,隨熔化過程進行,電極端頭形成一定錐度,液膜移動到電極的中心,兩個液滴源合并成一。
單位時間內(nèi)熔化的鋼液隨電壓的增大而增多,并且熔滴下落的平均直徑也增大,1.1.2流場控制方程因為熔渣池流動為湍流,將體積分數(shù)方程與動量方程都采用時均值處理,寫成矢量形式,表面張力與熔滴直徑的理論公式,Inconel 718概要:。
1數(shù)學模型和邊界條件1.1控制方程電渣重熔數(shù)值模擬,控制方程包括能量守恒方程、質(zhì)量守恒方程、Maxwe,(12)的理論計算值如表1所示,模擬值和理論計算值都表明了熔滴直徑隨著表面張力的增,也證明了本文數(shù)值模擬的合理性與結果的可靠性,熔滴在重力、電磁力、熔渣浮力的合力與界面張力平衡,1.2邊界條件為了方便計算及模型簡化。
將出口設為零電勢位,分別將進口條件、出口條件設定為質(zhì)量入口和流量入口,設定壁面為無滑移邊界條件,將零剪切力邊界條件應用于渣池和空氣的接觸面,對流換熱和輻射換熱為主要換熱方式,1.3工藝參數(shù)和物性參數(shù)電渣重熔過程中影響熔滴行為,為了方便計算,本文做出如下假設:。
1.1.3多相流VOF控制方程用建立在固定的歐拉網(wǎng),處理兩種或者多種互不相融流體的流動現(xiàn)象,利用不同流體的體積分數(shù)追蹤單元相界面,VOF模型中對于第q相的體積分數(shù)控制方程,[4-5],將熔滴在穩(wěn)恒磁場下可視化,化學成分:,常溫下合金的機械性能的MIX:。
航空零件的熱處理通常按標準熱處理制度和直接時效熱處,4.酸性環(huán)境,4.在低溫下具有穩(wěn)定的化學性能,1.汽輪機,3結論。
3.低溫工程,5.核工程,界面張力比較大時,鋼液會在受到重力、電磁力、熔渣浮力合力小于最大界面,然后隨著熔滴重力的增加打破了原有的平衡進而滴落,在同一渣系下。
界面張力越小,熔滴的直徑越小,熔滴的熱力學與動力學條件越充分,越有利于鋼錠的凈化,2.2填充比對熔滴滴落的影響填充比即電極直徑與結晶,它的大小影響到電渣重熔過程中熔煉速率、供電功率和鋼。
選取合適的填充比對提高熔煉的效果有著顯著影響,圖4至圖6表示不同填充比下的電極熔化情況,隨著填充比的增大,自耗電極端部熔滴的數(shù)量逐漸增多,當在電壓為35V,其他條件不變的情況下,填充比為0.4時。
電極與熔池接觸面積較小,只形成了一個熔滴源,當填充比達到0.5以上時,電極最初熔化時會有兩個熔滴源生成,隨著熔煉平穩(wěn)的進行。
兩個熔滴源逐漸靠近,最終融合成為一個較大的熔滴源,電極端頭形狀會有一定的變化,平直形貌逐漸消失成為弧形,且填充比的大小直接影響著弧度的大小,填充比的增加會使弧度減小,2.5渣池深度對熔滴行為的影響不同渣池深度的熔滴形,在其他參數(shù)條件一定的情況下。
150mm渣池深度的熔滴形成時間略晚于140mm渣,整個滴落過程的時間也略長,在t=4.86s的時候,140mm渣池深度的重熔過程的熔滴已經(jīng)在合力作用下,而渣池深度為150mm的熔化過程的熔滴還處在拉長狀,t=8.11s時,140mm渣池深度的熔滴形成一個熔滴源后進行滴落,而150mm渣池深度的熔滴源在還沒有完全形成一個熔。
?。?)熔滴尺寸大小主要與填充比、界面張力和電極電壓,界面張力越大,熔滴形成的直徑孫夢茹,等:Inconel718高溫合金的電渣重熔過程熔滴,當填充比在0.4~0.6時,電極與熔池接觸的面積越大,單位時間內(nèi)的熔化量越多。
形成的熔滴直徑越大,電壓越大,電極溫度越高,單位時間內(nèi)熔化的鋼液越多,熔滴下落的平均直徑增大,由于在700℃時具有高溫強度和優(yōu)秀的耐腐蝕性能、易,718可廣泛應用于各種高要求的場合,特性:。
應用范圍領域,式中:ρq為第q相密度,kg/m3,αq為第q相體積分數(shù),vq為第q相的速度矢量。
m/s,mpq為第p相向第q相轉(zhuǎn)移的質(zhì)量,kg,mqp為第q相向p相轉(zhuǎn)移的質(zhì)量,kg,對于一個控制體積。
若αq=1,則代表q相充滿了控制體積,[2-3],由于技術限制,無法透過結晶器對電渣重熔的熔滴行為進行觀察,因此。
采用數(shù)值模擬方法研究電渣重熔的凈化機制具有重要意義,由于熔滴的直徑和滴落速度直接影響著模擬的計算,學者們將熔滴形成和滴落過程作為源項加入動量方程,2模擬結果分析2.1熔滴下落對溫度場和流場的影響圖,從圖2第一滴熔滴開始滴落到第二滴熔滴完成滴落的整個,可以發(fā)現(xiàn),熔滴下落對溫度場影響不大,渣池溫度約為1800℃。
熔滴溫度約為1600℃,[12],但目前缺少對高溫合金的電渣重熔過程熔滴行為的研究,因此本文對高溫合金的熔滴行為進行了模擬研究,希望為實際工藝生產(chǎn)提供指導借鑒依據(jù),若0<αq<1。
則代表在控制體積中存在q相與其它相的交界面,若αq=0,則代表控制體積中不存在第q相,在VOF模型中,每相之間的相互作用力作為動量方程的源項。
相互作用力為,(1)液態(tài)熔渣和熔融金屬均為不可壓縮流體,[12],范金席對主要工藝參數(shù)如電壓,填充率和鋼渣界面張力對液滴行為的影響以及熔池形狀與。
?。?)渣池深度越大,熔滴從形成到開始滴落所需時間越長,與渣接觸時間越長,越有利于凈化除雜,2.在700℃時具有高的抗拉強度、疲勞強度、抗蠕變,熱加工,式中:σij為i相j相之間的界面張力。
N/m,αj為第j相的體積分數(shù),ρi為第i相的密度,kg/m3,κj為第j相的界面曲率,式中:H為磁場強度,A/m。
σ為電導率,S/m,φ為電位,V,J為電流密度,A/m2,F(xiàn)loc為洛侖茲力,N/m3。
μ0為真空磁導率,H/m,Qj為焦耳熱,W/m3,h為磁場擴散系數(shù),m2/s,金相結構。
5,Inconel 718在-253~700℃溫度范圍,650℃以下的屈服強度居變形高溫合金的首位,并具有良好的抗疲勞、抗輻射、抗氧化、耐腐蝕性能,以及良好的加工性能、焊接性能和長期組織穩(wěn)定性,能夠制造各種形狀復雜的零部件。
在宇航、核能、石油工業(yè)中,在上述溫度范圍內(nèi)獲得了極為廣泛的應用,(3)此模型只考慮液態(tài)渣池、自耗電極和金屬熔池,模型設定的各項工藝參數(shù)如下:渣池深度140、150,電極長度310mm,電極直徑60mm,插入深度20mm。
鋼錠高度350mm,結晶器直徑120mm,電極電壓30、35、40V,電流7.450A,模擬所用鋼物性參數(shù)如下:密度8240kg/m3,熱容435J/(kg·℃)。
電阻率1.15μΩ·m,導熱系數(shù)31.9W/(m·K),池導熱系數(shù)15.1W/(m·K),金屬液相線1260K,金屬固相線1320K,金屬凝固潛熱247MJ/kg,模擬所用渣物性參數(shù):密度2400kg/m3。
熱容1404J/(kg·℃),導熱系數(shù)10.45W/(m·K),粘度0.0052kg/(m·s),熔渣黑度0.92,體積膨脹系數(shù)0.0001K-1,鋼液粘度0.006kg/(m·s),熔渣電導率σ(S/m),Inconel718高溫度合金。
具有良好的加工和焊接性能,在航空航天等尖端領域中得到廣泛應用,電渣重熔法主要是通過爐渣對非金屬夾雜物進行吸附和溶,電渣重熔共分為3個階段:自熔電極端部金屬液滴的形成,這3個階段中,最為重要的是熔滴形成以及滴落階段,此階段直接影響夾雜物去除的程度,[7]等多種方法。
在不同工藝參數(shù)下對電渣重熔熔滴行為展開研究,陶然等研究了熔滴滴落的過程中雜質(zhì)去除率與熔滴滴落的,.良好的焊接性能,3.在1000℃時具有高抗氧化性,1.易加工性。
對應牌號,2.液體燃料火箭,冷加工,熔滴持續(xù)滴落時,對渣金界面產(chǎn)生擾動,流場出現(xiàn)并伴隨著對流換熱,從圖3第一滴熔滴開始滴落到第二滴熔滴完成滴落的整個。
得到渣池流場的變化主要在熔滴附近,近似成對稱分布,隨著熔滴滴落,擾動也逐漸向渣池下方擴展,[11]等人采用物理模型模擬電渣重熔過程中的金屬液。
結果顯示自耗電極熔化過程有兩種基本形式:熔化速率較,電極的端部會生成離散的金屬液滴,熔化速率較高時,電極端部離散的金屬液滴會消失變成連續(xù)的金屬流股,它在離電極末端一定距離處碎裂成小顆粒金屬液滴,埋在爐渣池中的電極的末端形狀呈現(xiàn)凸球形,并且電極尺寸與金屬液滴的大小有密切關系,供貨規(guī)格:。
Inconel 718是沉淀強化的鎳基高溫高強合金,不管在高溫還是低溫環(huán)境,718合金都具有極好的耐應力腐蝕開裂和點蝕的能力,718合金在高溫下的抗氧化性尤其出色,合金具有滿意的焊接性能。
可用氬弧焊、電子束焊、縫焊、點焊等方法進行焊接,焊接工藝,式中:ρ為流體的密度,kg/m3,τ為單位時間,s,v為流動速度矢量,m/s。
P為壓力,Pa,μeff為流體有效粘度,Pa·s,g為重力加速度,m/s2,s為源項。
N/m3,物理性能:,C≤0.08 Mn≤0.35 Si≤0.015 P,式中:M為熔滴質(zhì)量,kg。
σ為鋼渣界面張力,N/m,r為電極半徑,m,g為重力加速度。
m/s2,f為修正系數(shù),熔滴直徑的模擬值與式,2.4界面張力對熔滴行為的影響圖10至圖12為兩相,據(jù)模擬結果可以計算對應界面張力下的熔滴尺寸,718合金為奧氏體結構,沉淀硬化后生成的γ”相使之具有了優(yōu)秀的機械性能,在熱處理過程中于晶界處生成的δ相使之具有了較好的塑。
冷加工應在固溶處理后進行,加工硬化率大于奧氏體不銹鋼,因此加工設備應作相應調(diào)整,并且在冷加工過程中應有中間退火過程,零件熱處理工藝,工藝性能與要求,(2)鋼渣的物性參數(shù)只與溫度有關,該合金的另一特點是合金的組織對熱加工工藝特別敏感。
掌握合金中相析出和溶解規(guī)律及組織與工藝、性能間的相,可針對不同的使用要求制定合理、可行的工藝規(guī)程,就能獲得可滿足不同強度級別和使用要求的各種零件,圓鋼、棒材、板材、帶材、管材、線材蘭宇活動低價供應,(1)在熔滴下落過程中,整個渣池中溫度分布變化不大,熔池流場近似呈對稱分布。
流動強度隨熔滴下落的頻率增大而增大。
金屬3D打印零件制造商將采購15臺SLM Solutions設備
在6月份宣布的合作中,雙方表明了建立長期合作的目標,BEAMIT 除了作為用戶采購3D打印設備之外,還將與SLM Solutions 合作開發(fā)參數(shù),例如雙方將在一個合作項目中研究鎳基合金IN939和,目標參數(shù)集對于在選區(qū)激光熔化過程中獲得最佳結果是必。
而BEAMIT 擁有豐富的金屬增材制造技術應用經(jīng)驗,這為開發(fā)具有高質(zhì)量特性的獨特參數(shù)提供了有利條件,在此合作過程中,兩家公司之間的知識共享,將使雙方在縮短參數(shù)測試時間方面互利互惠,在過去一年中,不僅BEAMIT 與SLM Solutions 簽。
增材制造汽車制造商Divergent 也與SLM ,Divergent 為了加快3D打印汽車輕型懸架和,將購買5臺SLM Solutions 的金屬3D打,未來將安裝更多金屬3D打印設備,以實現(xiàn)為汽車制造商批量生產(chǎn)安全性結構件的目標,設備與參數(shù)開發(fā)深度合作,根據(jù)3D科學谷的市場觀察,BEAMIT 與SLM Solutions在201。
BEAMIT 新購兩臺3D打印設備,其中一臺是雙激光器的SLM?280,另一臺是四激光器的SLM?500,當時總的SLM?設備數(shù)量為7臺,在2019年11月,SLM Solutions 表示BEAMIT 再次。
并將利用專業(yè)知識開發(fā)特殊鋁合金的打印參數(shù),此時BEAMIT 總的SLM?設備數(shù)量增至8臺,BEAMIT計劃針對其汽車與賽車領域高端客戶的需求,開發(fā)高品質(zhì)3D打印參數(shù),歡迎轉(zhuǎn)載,長期轉(zhuǎn)載授權請留言,窺一斑可見全豹,來自制造用戶對金屬3D打印設備的批量采購需求。
映射著背后增材制造需求的增長,可以說為3D打印技術的發(fā)展帶來了積極信號,網(wǎng)站投稿請發(fā)送至2509957133@qq.com,在工業(yè)制造市場中,制造企業(yè)同時采購多臺機床設備以滿足加工需求是常態(tài),但長期以來,3D打印設備的采購訂單卻以單臺或少數(shù)幾臺為主,來自增材制造-3D打印零部件制造商的采購意向似乎為。
也從側(cè)面反映出金屬3D打印開始成為零部件生產(chǎn)中所應,根據(jù)SLM Solutions,BEAMIT 的增材制造業(yè)務繼續(xù)擴大,在1月28日宣布的最新合作意向中,BEAMIT 計劃采購的15臺3D打印設備包括:S。
SLM?500 and SLM?800,BEAMIT 重視可提高生產(chǎn)率的多激光金屬3D打印,并通過這些技術可靠,高效和安全地生產(chǎn)致密零件,3D科學谷Review。
2020年1月28日,德國金屬3D打印設備制造商SLM Solution,該合作意向表明BEAMIT 計劃在未來三年內(nèi)從SL,來源:BEAMIT,BEAMIT是金屬增材制造零部件的制造商,服務于航空航天,汽車。
能源和賽車等領域的客戶,BEAMIT 獲得了許多相關的質(zhì)量認證,包括航空航天 AS 9100和NADCAP,BEAMIT 應用的3D打印材料包括Inconel,用于賽車引擎、航空、渦輪機托盤、重工業(yè)閥門等制造領。
來源:BEAMIT,AlSi10Mg 鋁合金材料3D打印的熱交換器,來源:BEAMIT。
軍事工業(yè)用新材料大盤點,總結的很全了!
1.4.2金屬基復合材料,近年來,鋁合金在航空航天業(yè)中的用量有所減少,但它仍是軍事工業(yè)中主要的結構材料之一,鋁合金的發(fā)展趨勢是追求高純、高強、高韌和耐高溫,在軍事工業(yè)中應用的鋁合金主要有鋁鋰合金、鋁銅合金(,軍用新材料按其用途可分為結構材料和功能材料兩大類。
主要應用于航空工業(yè)、航天工業(yè)、兵器工業(yè)和船艦工業(yè)中,1.8 金屬間化合物,軍用新材料是新一代武器裝備的物質(zhì)基礎,也是當今世界軍事領域的關鍵技術,而軍用新材料技術則是用于軍事領域的新材料技術。
是現(xiàn)代精良武器裝備的關鍵,是軍用高技術的重要組成部分,世界各國對軍用新材料技術的發(fā)展給予了高度重視,加速發(fā)展軍用新材料技術是保持軍事領先的重要前提,陶瓷材料是當今世界上發(fā)展最快的高技術材料。
它已經(jīng)由單相陶瓷發(fā)展到多相復合陶瓷,結構陶瓷材料因其耐高溫、低密度、耐磨損及低的熱膨脹,在軍事工業(yè)中有著良好的應用前景,隱身材料有毫米波結構吸波材料、毫米波橡膠吸波材料和,它們不僅能夠降低毫米波雷達和毫米波制導系統(tǒng)的發(fā)現(xiàn)、,而且能夠兼容可見光、近紅外偽裝和中遠紅外熱迷彩的效,在過去相當長的時間里,鈦合金由于制造成本昂貴。
應用受到了極大的限制,近年來,世界各國正在積極開發(fā)低成本的鈦合金,在降低成本的同時,還要提高鈦合金的性能,在我國,鈦合金的制造成本還比較高,隨著鈦合金用量的逐漸增大。
尋求較低的制造成本是發(fā)展鈦合金的必然趨勢,鎂合金在軍工裝備上有諸多應用,如坦克座椅骨架、車長鏡、炮長鏡、變速箱箱體、發(fā)動機,戰(zhàn)術防空導彈的支座艙段與副翼蒙皮、壁板、加強框、舵,殲擊機、轟炸機、直升機、運輸機、機載雷達、地空導彈,鎂合金重量輕、比強度和剛度好、減振性能好、電磁干擾,在航空航天和國防建設中占有十分重要的地位。
是飛行器,衛(wèi)星,導彈,以及戰(zhàn)斗機和戰(zhàn)車等武器裝備所需的關鍵結構材料,1.4.1 樹脂基復合材料,2 軍用功能材料,近年來。
國外在提高與改進傳統(tǒng)隱身材料的同時,正致力于多種新材料的探索,晶須材料、納米材料、陶瓷材料、手性材料、導電高分子,使涂層更加薄型化、輕量化,納米材料因其具有極好的吸波特性。
同時具備了寬頻帶、兼容性好、厚度薄等特點,發(fā)達國家均把納米材料作為新一代隱身材料加以研究和開,國內(nèi)毫米波隱身材料的研究起步于80年代中期,研究單位主要集中在兵器系統(tǒng),經(jīng)過多年的努力,預研工作取得了較大進展。
該項技術可用于各類地面武器系統(tǒng)的偽裝和隱身,如主戰(zhàn)坦克、155毫米先進加榴炮系統(tǒng)及水陸兩用坦克,現(xiàn)代攻擊武器的發(fā)展,特別是精確打擊武器的出現(xiàn),使武器裝備的生存力受到了極大的威脅。
單純依靠加強武器的防護能力已不實際,采用隱身技術,使敵方的探測、制導、偵察系統(tǒng)失去功效,從而盡可能地隱蔽自己,掌握戰(zhàn)場的主動權,搶先發(fā)現(xiàn)并消滅敵人,已成為現(xiàn)代武器防護的重要發(fā)展方向。
隱身技術的最有效手段是采用隱身材料,國外隱身技術與材料的研究始于第二次世界大戰(zhàn)期間,起源在德國,發(fā)展在美國并擴展到英、法、俄羅斯等先進國家,目前,美國在隱身技術和材料研究方面處于領先水平,在航空領域。
許多國家都已成功地將隱身技術應用于飛機的隱身,在常規(guī)兵器方面,美國對坦克、導彈的隱身也已開展了不少工作,并陸續(xù)用于裝備,如美國M1A1坦克上采用了雷達波和紅外波隱身材料,前蘇聯(lián)T-80坦克也涂敷了隱身材料。
1.5 超高強度鋼,鈦合金具有較高的抗拉強度(441~1470MPa),較低的密度(4.5g/cm3),優(yōu)良的抗腐蝕性能和在300~550℃溫度下有一定的,是一種理想的輕質(zhì)結構材料,鈦合金具有超塑性的功能特點,采用超塑成形-擴散連接技術,可以以很少的能量消耗和材料消耗將合金制成形狀復雜和。
鋁合金一直是軍事工業(yè)中應用最廣泛的金屬結構材料,鋁合金具有密度低、強度高、加工性能好等特點,作為結構材料,因其加工性能優(yōu)良,可制成各種截面的型材、管材、高筋板材等,以充分發(fā)揮材料的潛力,提高構件剛、強度。
所以,鋁合金是武器輕量化首選的輕質(zhì)結構材料,1、鈦合金,應用于軍事工業(yè)中的新材料均具有較高的技術含量,因而軍用新材料的產(chǎn)業(yè)化速度普遍比較緩慢,世界范圍內(nèi)的軍用新材料正向功能化、超高能化、復合輕,由此看來,鈦合金、復合材料和納米材料在軍事工業(yè)中具有十分良好。
2.2 貯氫材料,1、軍用結構材料,2、復合材料,1.2鎂合金,鋁合金在航空工業(yè)中主要用于制造飛機的蒙皮、隔框、長,在航天工業(yè)中,鋁合金是運載火箭和宇宙飛行器結構件的重要材料,在兵器領域。
鋁合金已成功地用于步兵戰(zhàn)車和裝甲運輸車上,最近研制的榴彈炮炮架也大量采用了新型鋁合金材料,1.4.3 陶瓷基復合材料,三、軍用新材料的現(xiàn)狀與發(fā)展,阻尼是指一個自由振動的固體即使與外界完全隔離,它的機械性能也會轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮艿默F(xiàn)象。
采用高阻尼功能材料的目的是減震降噪,因此阻尼減震材料在軍事工業(yè)中具有十分重要的意義,鈦合金在航空工業(yè)中的應用主要是制作飛機的機身結構件,在航天工業(yè)中,鈦合金主要用來制作承力構件、框架、氣瓶、壓力容器、。
50年代初,在一些軍用飛機上開始使用工業(yè)純鈦制造后機身的隔熱板,60年代,鈦合金在飛機結構上的應用擴大到襟翼滑軋、承力隔框、,70年代以來,鈦合金在軍用飛機和發(fā)動機中的用量迅速增加。
從戰(zhàn)斗機擴大到軍用大型轟炸機和運輸機,它在F14和F15飛機上的用量占結構重量的25%,在F100和TF39發(fā)動機上的用量分別達到25%和,80年代以后,鈦合金材料和工藝技術達到了進一步發(fā)展,一架B1B飛機需要90402公斤鈦材,現(xiàn)有的航空航天用鈦合金中,應用最廣泛的是多用途的a+b型Ti-6Al-4V合。
近年來,西方和俄羅斯相繼研究出兩種新型鈦合金,它們分別是高強高韌可焊及成形性良好的鈦合金和高溫高,這兩種先進鈦合金在未來的航空航天業(yè)中具有良好的應用,1.4.4 碳-碳復合材料,光電功能材料是指在光電子技術中使用的材料。
它能將光電結合的信息傳輸與處理,是現(xiàn)代信息科技的重要組成部分,光電功能材料在軍事工業(yè)中有著廣泛的應用,碲鎘汞、銻化銦是紅外探測器的重要材料,硫化鋅、硒化鋅、砷化鎵主要用于制作飛行器、導彈以及,氟化鎂具有較高的透過率、較強的抗雨蝕、抗沖刷能力,它是較好的紅外透射材料,激光晶體和激光玻璃是高功率和高能量固體激光器的材料。
典型的激光材料有紅寶石晶體、摻釹釔鋁石榴石、半導體,2.1 光電功能材料,2.4 隱身材料,二、軍用新材料的戰(zhàn)略意義,材料技術一直是世界各國科技發(fā)展規(guī)劃之中的一個十分重,它與信息技術、生物技術、能源技術一起,被公認為是當今社會及今后相當長時間內(nèi)總攬人類全局的,材料高技術還是支撐當今人類文明的現(xiàn)代工業(yè)關鍵技術。
也是一個國家國防力量最重要的物質(zhì)基礎,國防工業(yè)往往是新材料技術成果的優(yōu)先使用者,新材料技術的研究和開發(fā)對國防工業(yè)和武器裝備的發(fā)展起,鎂合金作為最輕的工程金屬材料,具有比重輕、比強度及比剛度高、阻尼性及導熱性好,電磁屏蔽能力強、以及減振性好等一系列獨特的性質(zhì),極大的滿足了航空航天、現(xiàn)代武器裝備等軍工領域的需求,軍事高技術的發(fā)展要求材料不再是單一的結構材料。
在這種條件下,國在先進復合材料的研制和應用方面取得了很大的成績,它在“十五”期間的發(fā)展會更加引人注目,21世紀復合材料的發(fā)展方向是低成本、高性能、多功能,2.3 阻尼減震材料。
隨著現(xiàn)代航空技術的發(fā)展,飛機裝載質(zhì)量不斷增加,飛行著陸速度不斷提高,對飛機的緊急制動提出了更高的要求,碳-碳復合材料質(zhì)量輕、耐高溫、吸收能量大、摩擦性能,用它制作剎車片廣泛用于高速軍用飛機中。
四、我國軍用新材料的產(chǎn)業(yè)化趨勢,1.7 鎢合金,3、納米材料,1.6先進高溫合金,一、前言,金屬間化合物具有長程有序的超點陣結構。
保持很強的金屬鍵結合,使它們具有許多特殊的理化性質(zhì)和力學性能,金屬間化合物具有優(yōu)異的熱強性,近年來已成為國內(nèi)外積極研究的重要的新型高溫結構材料,在軍事工業(yè)中,金屬間化合物已被用于制造承受熱負荷的零部件上,如美國普奧公司制造了JT90燃氣渦輪發(fā)動機葉片,美國空軍用鈦鋁制造小型飛機發(fā)動機轉(zhuǎn)子葉片等。
俄羅斯用鈦鋁金屬間化合物代替耐熱合金作活塞頂,大幅度地提高了發(fā)動機的性能,在兵器工業(yè)領域,坦克發(fā)動機增壓器渦輪材料為K18鎳基高溫合金,因其比重大、起動慣量大而影響了坦克的加速性能,應用鈦鋁金屬間化合物及其由氧化鋁、碳化硅纖維增強的,可以大大改善坦克的起動性能。
提高戰(zhàn)場上的生存能力,此外,金屬間化合物還可用于多種耐熱部件,減輕重量,提高可靠性與戰(zhàn)技指標,目前,世界上正在研制的第四代超音速殲擊機。
其機體結構采用復合材料、翼身融合體和吸波涂層,使其真正具有了隱身功能,而電磁波吸收型涂料、電磁屏蔽型涂料已開始在隱身飛機,美國和俄羅斯的地對空導彈正在使用輕質(zhì)、寬頻帶吸收、,可以預見,隱身技術的研究和應用已成為世界各國國防技術中最重要,隨著現(xiàn)代戰(zhàn)爭的發(fā)展。
陸軍部隊需求具有威力大、射程遠、精度高、有快速反應,先進加榴炮系統(tǒng)的關鍵技術之一是新材料技術,自行火炮炮塔、構件、輕金屬裝甲車用材料的輕量化是武,在保證動態(tài)與防護的前提下,鈦合金在陸軍武器上有著廣泛的應用。
155火炮制退器采用鈦合金后不僅可以減輕重量,還可以減少火炮身管因重力引起的變形,有效地提高了射擊精度,在主戰(zhàn)坦克及直升機-反坦克多用途導彈上的一些形狀復,這既能滿足產(chǎn)品的性能要求又可減少部件的加工費用。
1.1 鋁合金,陶瓷基復合材料是以纖維、晶須或顆粒為增強體,與陶瓷基體通過一定的復合工藝結合在一起組成的材料的,由此可見,陶瓷基復合材料是在陶瓷基體中引入第二相組元構成的多,它克服了陶瓷材料固有的脆性,已成為當前材料科學研究中最為活躍的一個方面。
陶瓷基復合材料具有密度低、比強度高、熱機械性能和抗,是未來軍事工業(yè)發(fā)展的關鍵支撐材料之一,陶瓷材料的高溫性能雖好,但其脆性大,改善陶瓷材料脆性的方法包括相變增韌、微裂紋增韌、彌,陶瓷基復合材料主要用于制作飛機燃氣渦輪發(fā)動機噴嘴閥。
它在提高發(fā)動機的推重比和降低燃料消耗方面具有重要的,碳-碳復合材料是由碳纖維增強劑與碳基體組成的復合材,碳-碳復合材料具有比強度高、抗熱震性好、耐燒蝕性強,碳-碳復合材料的發(fā)展是和航空航天技術所提出的苛刻要,80年代以來,碳-碳復合材料的研究進入了提高性能和擴大應用的階段,在軍事工業(yè)中。
碳-碳復合材料最引人注目的應用是航天飛機的抗氧化碳,用量最大的碳-碳產(chǎn)品是超音速飛機的剎車片,碳-碳復合材料在宇航方面主要用作燒蝕材料和熱結構材,具體而言,它是用作洲際導彈彈頭的鼻錐帽、固體火箭噴管和航天飛,目前先進的碳-碳噴管材料密度為1.87~1.97克。
環(huán)向拉伸強度為75~115兆帕,近期研制的遠程洲際導彈端頭帽幾乎都采用了碳-碳復合,高溫合金是航空航天動力系統(tǒng)的關鍵材料,高溫合金是在600~1200oC高溫下能承受一定應,它是航空航天發(fā)動機渦輪盤的首選材料,按照基體組元的不同,高溫合金分為鐵基、鎳基和鈷基三大類。
發(fā)動機渦輪盤在60 年代前一直是用鍛造高溫合金制造,典型的牌號有A286和Inconel 718,70年代,美國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,使用溫度顯著提高。
從此,粉末冶金渦輪盤得以迅速發(fā)展,最近美國采用噴射沉積快速凝固工藝制造的高溫合金渦輪,與粉末高溫合金相比,工序簡單,成本降低。
具有良好的鍛造加工性能,是一種有極大發(fā)展?jié)摿Φ闹苽浼夹g,新材料,又稱先進材料(Advanced Materials,是指新近研究成功的和正在研制中的具有優(yōu)異特性和功能,能滿足高技術需求的新型材料,人類歷史的發(fā)展表明。
材料是社會發(fā)展的物質(zhì)基礎和先導,而新材料則是社會進步的里程碑,金屬基復合材料具有高的比強度、高的比模量、良好的高,鋁、鎂、鈦是金屬基復合材料的主要基體,而增強材料一般可分為纖維、顆粒和晶須三類,其中顆粒增強鋁基復合材料已進入型號驗證。
如用于F-16戰(zhàn)斗機作為腹鰭代替鋁合金,其剛度和壽命大幅度提高,碳纖維增強鋁、鎂基復合材料在具有高比強度的同時,還有接近于零的熱膨脹系數(shù)和良好的尺寸穩(wěn)定性,成功地用于制作人造衛(wèi)星支架、L頻帶平面天線、空間望。
碳化硅顆粒增強鋁基復合材料具有良好的高溫性能和抗磨,可用于制作火箭、導彈構件,紅外及激光制導系統(tǒng)構件,精密航空電子器件等,碳化硅纖維增強鈦基復合材料具有良好的耐高溫和抗氧化,是高推重比發(fā)動機的理想結構材料,目前已進入先進發(fā)動機的試車階段。
在兵器工業(yè)領域,金屬基復合材料可用于大口徑尾翼穩(wěn)定脫殼穿甲彈彈托,反直升機 / 反坦克多用途導彈固體發(fā)動機殼體等零部,以此來減輕戰(zhàn)斗部重量,提高作戰(zhàn)能力,樹脂基復合材料具有良好的成形工藝性、高的比強度、高,廣泛應用于軍事工業(yè)中。
樹脂基復合材料可分為熱固性和熱塑性兩類,熱固性樹脂基復合材料是以各種熱固性樹脂為基體,加入各種增強纖維復合而成的一類復合材料,而熱塑性樹脂則是一類線性高分子化合物,它可以溶解在溶劑中。
也可以在加熱時軟化和熔融變成粘性液體,冷卻后硬化成為固體,樹脂基復合材料具有優(yōu)異的綜合性能,制備工藝容易實現(xiàn),原料豐富,在航空工業(yè)中,樹脂基復合材料用于制造飛機機翼、機身、鴨翼、平尾和。
在航天領域,樹脂基復合材料不僅是方向舵、雷達、進氣道的重要材料,而且可以制造固體火箭發(fā)動機燃燒室的絕熱殼體,也可用作發(fā)動機噴管的燒蝕防熱材料,近年來研制的新型氰酸樹脂復合材料具有耐濕性強,微波介電性能佳,尺寸穩(wěn)定性好等優(yōu)點,廣泛用于制作宇航結構件、飛機的主次承力結構件和雷達。
1.9 結構陶瓷,鈦是20世紀五十年代發(fā)展起來的一種性能優(yōu)異、資源豐,隨著軍事工業(yè)對高強低密度材料需求的日益迫切,鈦合金的產(chǎn)業(yè)化進程顯著加快,在國外,先進飛機上鈦材重量已達到飛機結構總重的30~35%,我國在“九五”期間。
為滿足航空、航天、艦艇等部門需要,國家把鈦合金作為新材料的發(fā)展重點之一,預計“十五”將成為我國鈦合金新材料新工藝的高速發(fā)展,先進復合材料是比通用復合材料有更高綜合性能的新型材,它包括樹脂基復合材料、金屬基復合材料、陶瓷基復合材,它在軍事工業(yè)的發(fā)展中起著舉足輕重的作用,先進復合材料具有高的比強度、高的比模量、耐燒蝕、抗。
是國防工業(yè)發(fā)展中最重要的一類工程材料,1.4 復合材料,1.3鈦合金,來源:新材料在線(ID:xincailiaozai,在兵器工業(yè)中,坦克車輛使用的鉛酸蓄電池因容量低、自放電率高而需經(jīng)。
此時維護和搬運十分不便,放電輸出功率容易受電池壽命、充電狀態(tài)和溫度的影響,在寒冷的氣候條件下,坦克車輛起動速度會顯著減慢,甚至不能起動,這樣就會影響坦克的作戰(zhàn)能力,貯氫合金蓄電池具有能量密度高、耐過充、抗震、低溫性,在未來主戰(zhàn)坦克蓄電池發(fā)展過程中具有廣闊的應用前景。
某些過渡簇金屬,合金和金屬間化合物,由于其特殊的晶格結構的原因,氫原子比較容易透入金屬晶格的四面體或八面體間隙位中,形成了金屬氫化物,這種材料稱為貯氫材料。
納米技術是現(xiàn)代科學和技術相結合的產(chǎn)物,它不僅涉及到現(xiàn)有的一切基礎性科學技術領域,而且在軍事工業(yè)中有著廣泛的應用前景,隨著未來戰(zhàn)爭突然性的急劇增大,各種探測手段越來越先進,為適應現(xiàn)代化戰(zhàn)爭的需要,隱身技術在軍事領域占有十分重要的地位。
納米材料對雷達波的吸收率較高,從而為兵器隱身技術的發(fā)展提供了物質(zhì)基礎,鎢的熔點在金屬中最高,其突出的優(yōu)點是高熔點帶來材料良好的高溫強度與耐蝕性,在軍事工業(yè)特別是武器制造方面表現(xiàn)出了優(yōu)異的特性,在兵器工業(yè)中它主要用于制作各種穿甲彈的戰(zhàn)斗部,鎢合金通過粉末預處理技術和大變形強化技術,細化了材料的晶粒。
拉長了晶粒的取向,以此提高材料的強韌性和侵徹威力,我國研制的主戰(zhàn)坦克125Ⅱ型穿甲彈鎢芯材料為W-N,采用變密度壓坯燒結工藝,平均性能達到抗拉強度1200兆帕,延伸率為15%以上,戰(zhàn)技指標為2000米距離擊穿600毫米厚均質(zhì)鋼裝甲,目前鎢合金廣泛應用于主戰(zhàn)坦克大長徑比穿甲彈、中小口。
這使各種穿甲彈具有更為強大的擊穿威力,國外金屬阻尼材料的應用主要集中在船舶、航空、航天等,美國海軍已采用Mn-Cu高阻尼合金制造潛艇螺旋槳,取得了明顯的減震效果,在西方。
阻尼材料及技術在武器上的應用研究工作受到了極大的關,一些發(fā)達國家專門成立了阻尼材料在武器裝備上應用的研,80年代后,國外阻尼減震降噪技術有了更大的發(fā)展,他們借助CAD/CAM在減震降噪技術中的應用,把設計-材料-工藝-試驗一體化,進行了整體結構的阻尼減震降噪設計。
我國在70年代前后進行了阻尼減震降噪材料的研究工作,并取得了一定的成果,但與發(fā)達國家相比,仍有一定的差距,阻尼材料在航空航天領域主要用于制造火箭、導彈、噴氣,在船舶工業(yè)中,阻尼材料用于制造推進器、傳動部件和艙室隔板,有效地降低了來自于機械零件嚙合過程中表面碰撞產(chǎn)生的。
在兵器工業(yè)中,坦克傳動部分(變速箱,傳動箱)的振動是一個復雜振動,頻率范圍較寬,高性能阻尼鋅鋁合金和減振耐磨表面熔敷材料技術的應用,大大減輕了主戰(zhàn)坦克傳動部分產(chǎn)生的振動和噪聲,超高強度鋼是屈服強度和抗拉強度分別超過1200兆帕。
它是為了滿足飛機結構上要求高比強度的材料而研究和開,超高強度鋼大量用于制造火箭發(fā),壓容器和一些常規(guī)武器,由于鈦合金和復合材料在飛機上應用的擴大,鋼在飛機上用量有所減少。
但是飛機上的關鍵承力構件仍采用超高強度鋼制造,目前,在國際上有代表性的低合金超高強度鋼300M,是典型的飛機起落架用鋼,此外,低合金超高強度鋼D6AC是典型的固體火箭發(fā)動機殼體。
超高強度鋼的發(fā)展趨勢是在保證超高強度的同時,不斷提高韌性和抗應力腐蝕能力,近年來,國內(nèi)外對軍用發(fā)動機用結構陶瓷進行了內(nèi)容廣泛的研究工,如發(fā)動機增壓器小型渦輪已經(jīng)實用化,美國將陶瓷板鑲嵌在活塞頂部。
使活塞的使用壽命大幅度提高,同時也提高了發(fā)動機的熱效率,德國在排氣口鑲嵌陶瓷構件,提高了排氣口的使用效能,國外紅外熱成像儀上的微型斯特林制冷機活塞套和氣缸套,其壽命長達2000小時。
導彈用陀螺儀的動力靠火藥燃氣供給,但燃氣中的火藥殘渣對陀螺儀有嚴重損傷,為消除燃氣中的殘渣并提高導彈的命中精度,需研究適于導彈火藥氣體在2000oC下工作的陶瓷過,在兵器工業(yè)領域。
結構陶瓷廣泛應用于主戰(zhàn)坦克發(fā)動機增壓器渦輪、活塞頂,是新型武器裝備的關鍵材料,目前,20~30毫米口徑機關槍的射頻要求達到1200發(fā)/,這使炮管的燒蝕極為嚴重,利用陶瓷的高熔點和高溫化學穩(wěn)定性能有效地抑制了嚴重,陶瓷材料具有高的抗壓和抗蠕變特性。
通過合理設計,使陶瓷材料保持三向壓縮狀態(tài),克服其脆性,保證陶瓷襯管的安全使用,新型鋁鋰合金應用于航空工業(yè)中,預測飛機重量將下降8~15%。
鋁鋰合金同樣也將成為航天飛行器和薄壁導彈殼體的候選,隨著航空航天業(yè)的迅速發(fā)展,鋁鋰合金的研究重點仍然是解決厚度方向的韌性差和降低。
關于Inconel718鎳基高溫合金GH4169鎳基合金金屬3D打印零件制造商將采購15臺SLM Solutions設備的內(nèi)容就介紹到這里!