Qual é o cartão no nosso pescoço? "O aço inoxidável pode não enferrujar?"
E-BON
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2018-07-10 11:05:10
Tecnologia essencial a ser superada
"O aço inoxidável não pode enferrujar?" Isso é um pouco de humor negro, quase deixar o chinês especialista em motores de seis aeroespacial engenheiro de tecnologia sexto motor, Chen Jianhua, projetista-chefe adjunto do foguete de porta longa 5 de março, cair em um ataque cardíaco.
No desenvolvimento do motor YF-100 de combustão suplementar de querosene de oxigênio líquido de 120 toneladas da China, Chen Jianhua observou que vários aços inoxidáveis de alta resistência são propensos à ferrugem. Desde 2011, ele se comunicou com seu velho amigo, Su Jie, vice-diretor do Instituto Especial de Pesquisa em Aço do Instituto de Pesquisa em Ferro e Aço, e a pressão em ambos os lados é muito alta.
Hoje, os foguetes Long March 6, No. 7 e No. 5 fizeram seu primeiro voo. Chen Jianhua ainda não conseguiu uma resposta completamente convincente.
Resistência e resistência à ferrugem são contraditórias
O aço para motores de foguetes precisa ter uma variedade de características, das quais a alta resistência é um indicador importante que deve ser atendido. De acordo com o repórter, o aço inoxidável austenítico usado em nossos motores de foguete no passado tem uma força de escoamento de cerca de 300 MPa e uma nova geração de veículos lançadores. O material utilizado é de 2 a 4 vezes mais forte.
No entanto, a resistência e resistência à ferrugem do aço inoxidável é uma contradição entre os peixes e a pata do urso.
"É necessário esclarecer um conceito de que o aço inoxidável irá oxidar", disse Su Jie. “Em termos simples, a resistência à corrosão do aço depende principalmente do conteúdo do elemento de liga 'cromo', mas se o elemento for adicionado muito alto, a resistência será em Não vá. Portanto, materiais de alta resistência, capacidade anti-ferrugem certamente serão pobres ".
Li Jingyuan, professor da Escola de Ciência dos Materiais e Engenharia da Universidade de Ciência e Tecnologia de Pequim, acrescentou que o método comum para melhorar a resistência do aço inoxidável é o fortalecimento da precipitação. No processo de tratamento térmico, algumas partículas são precipitadas dentro do material de aço e são dispersas na matriz para causar o endurecimento. "No entanto, há defeitos na posição em que as partículas são precipitadas, os elementos de liga nos defeitos são reduzidos, a estrutura é diferente e a uniformidade do material metálico é destruída, o que é propenso à corrosão, que é comumente referida como "ferrugem" ", disse ela.
Chen Jianhua disse que o material do motor de foguete não é um grande problema se for apenas um pouco de ferrugem, mas se estiver severamente enferrujado, pode ter um grande impacto.
Assumindo que a bobina da válvula esteja enferrujada, a válvula encontrará resistência durante o processo de abertura e fechamento, resultando em um problema com a velocidade de reação. Se a ferrugem estiver ruim, pode ocorrer um vazamento. Se o tubo estiver enferrujado, o bloco de ferrugem pode causar obstruções à medida que o combustível flui.
O problema do mundo: os materiais de motores estrangeiros também estão enferrujados
Chen Jianhua tem uma profunda compreensão do sofrimento causado pelo problema da ferrugem. "Para evitar a ferrugem, estipulamos que o motor não pode ver a água por mais de algumas horas. É inevitável que o motor esteja molhado. Por exemplo, faça um teste hidráulico. Toda vez que você terminar, você pode puxar rapidamente. o motor de volta para a fábrica e coloque-o no forno para secar ". Ele disse: "O foguete Longa Marcha 5 só pode ser lançado em Wenchang, Hainan. Quanto tempo vai enferrujar quando exposto à umidade? Eu só me importo com isso."
Ele tem um material de motor estrangeiro que está no depósito há muitos anos.
Su Jietan Chen, a China tem uma lacuna com os países desenvolvidos na pesquisa e desenvolvimento de novos materiais, e está atualmente na fase de imitação. Atualmente, a maior parte dos materiais aeroespaciais da China é usada em países estrangeiros nas décadas de 1960 e 1970. No entanto, a tecnologia de processo atual é mais avançada e os mesmos materiais produzidos são melhores.
Li Jingyuan está bastante preocupado com isso: se encontrarmos produtos de alta qualidade, materiais estranhos e processos não forem divulgados, inevitavelmente seremos "agarrados ao pescoço".Ao mesmo tempo, ela acredita que a China tem equipamentos de primeira classe, mas o nível de gestão é diferente do dos países estrangeiros. Por exemplo, os países desenvolvidos irão controlar rigorosamente o conteúdo de impurezas no processo de produção. Se a pureza não estiver de acordo com o padrão, eles serão devolvidos ao forno, mas os fabricantes domésticos geralmente não têm uma atitude tão rígida.
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Peixe e pata de urso precisam contar com ajuda externa
Li Jingyuan acredita que, para alcançar tanto a pata de peixe como a de urso, pode ser realizado um projeto de composição mais científica, como a adição de elementos resistentes à corrosão, fortalecimento de elementos, etc., e a adequação científica da quantidade de cada elemento adicionado.
Mas Su Jie acredita que esta é uma direção teórica, correta, mas não aplicável. “Para materiais de alta resistência, como a energia aeroespacial, nós os otimizamos o máximo possível, levando em conta a resistência à corrosão.” Ele disse: “Existem muitos materiais com melhor resistência à corrosão, mas nosso núcleo não é garantir que haja não é ferrugem. É um jogo de desempenho em termos de força, resistência, etc. "
Na verdade, o anti-ferrugem de materiais aeroespaciais não é impossível, mas precisa contar com "ajuda externa". Su Jie disse que através da combinação de materiais e processos, por um lado, o uso da própria capacidade anti-ferrugem do material, por um lado, usando tratamento de revestimento de superfície ou injeção de ar seco, nitrogênio e outros meios auxiliares para o material cavidade, resolveu o problema da ferrugem.
Chen Jianhua disse que o sexto instituto também realizou pesquisas sobre tiras de teste para problemas de ferrugem e testou e verificou totalmente a adaptabilidade do produto. Através de várias avaliações do motor armazenado por 5 anos, verificou-se que a condição de trabalho era boa.
Mas ele ainda não tem garantia total. Chen Jianhua disse que para o motor de foguete reutilizável que está sendo desenvolvido na China, ele durará mais, e o interior deve ser repetidamente submetido a imersão em querosene, e não pode ser desmontado. O teste de capacidade de prevenção de ferrugem será mais grave. Outro exemplo é a nova geração de veículos de lançamento da China, que agora são não tripulados. No futuro, se eles forem tripulados, os requisitos de segurança e confiabilidade serão maiores. O problema da ferrugem tem algum efeito? Essas questões devem ser esclarecidas.