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气氛保护等离子喷涂成形W/Re合金喷管的抗热震烧蚀性能研究
  • ISSN号:0253-6099
  • 期刊名称:《矿冶工程》
  • 时间:0
  • 分类:TG146.411[金属学及工艺—金属材料;一般工业技术—材料科学与工程;金属学及工艺—金属学]
  • 作者机构:[1]湖南科技大学高温耐磨材料及制备技术湖南省国防科技重点实验室,湖南湘潭411201, [2]华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室,湖北武汉430074, [3]中南大学粉末冶金国家重点实验室,湖南长沙410083, [4]湖南科技大学难加工材料高效精密加工技术湖南省重点实验室,湖南湘潭411201, [5]湖南科技大学材料科学与工程学院,湖南湘潭411201, [6]长沙矿冶研究院有限责任公司,湖南长沙410012
  • 相关基金:中国博士后科学基金第53批面上资助项目(2013M531804);中国博士后科学基金第7批特别资助项目(2014T70784); 湖南省自然科学湘潭联合基金(2016JJ5029); 湖南省军民融合产业发展专项资金项目(B116J1); 材料成形与模具技术国家重点实验室(华中科技大学)开放基金(P2016-20); 材料复合新技术国家重点实验室(武汉理工大学)开放基金(2015-KF-14); 粉末冶金国家重点实验室(中南大学)开放基金(2014-SKL-33); 国家金属材料近净成形工程技术研究中心(华南理工大学)开放基金(2016003); 广东省金属强韧化技术与应用重点实验室(广东省材料与加工研究所)开放基金(GKL201610); 湖南省教育厅科学研究一般项目(13C314); 湖南科技大学博士科研启动基金(E51355)
中文摘要:

用包覆法制备W-5%Re复合喷涂粉末,再采用气氛保护等离子喷涂成形技术结合真空烧结技术制备内径为8 mm、壁厚16.5 mm、长30 mm的某实验型固体火箭发动机W/Re复合喷管,并测试了喷管在地面点火试车条件下的抗热震烧蚀性能。研究结果表明,气氛保护等离子喷涂成形W/Re喷管为典型的柱状晶层片结构,致密度仅为87.5%。经2 300℃真空烧结480 min后,W/Re合金喷管由层片结构转化为颗粒状结构,致密度提高至98.6%,综合力学性能显著提高。地面试车实验后,W/Re合金喷管整体结构完好,未出现炸裂和破碎现象,抗冲刷和耐烧蚀性能良好,其线烧蚀率仅为0.15 mm/20 s。经SEM、EDS等检测发现,喉部以机械剥蚀为主、熔化烧蚀及热化学烧蚀为辅,其烧蚀程度最为严重;收敛段为机械剥蚀和热化学烧蚀,其烧蚀程度次之;而扩散段则主要发生热化学烧蚀,其烧蚀程度最低。

英文摘要:

W-5%Re composite feedstock was fabricated by coating method, and W/Re alloy nozzle (inner diameter of 8 mm, length of 30 mm and wall thickness of 16.5 mm) for an experimental sofid rocket motor was produced by plasma spray forming (PSF) foflowed by vacuum sintering. The resistance of thermal shock and ablation property of the W/Re alloy nozzle was investigated by firing tests of a small sofid rocket motor ( SRM). Research shows that a lamellar structure consisting of vertical cofumnar grains was found in PSF deposits with relative density of 87.5%. After vacuum sintering at 2 300 ℃ for 480 min, the lamellar structure was transformed into granular one, with the relative density increased to 98.6%. The comprehensive mechanical property was greatly improved. After firing tests, the nozzle had a complete form with no bursting and breaks, indicating that the W/Re alloy nozzle has good resistance to thermal shock and ablation.The line ablation rate of the nozzle was only 0.15 mm/20 s. The results of SEM and EDS analysis showed that the nozzle throat has the most serious ablation due to a combined effect of mechanical denudation, melt ablation and thermochemistry ablation. The ablation of the convergent section was less serious because of mechanical denudation and melt ablation. The ablation of the dilation section was the slightest as only thermochemistry ablation took place there.

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期刊信息
  • 《矿冶工程》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:长沙矿冶研究院有限公司
  • 主办单位:长沙矿冶研究院有限公司 中国金属学会
  • 主编:曾维勇
  • 地址:湖南省长沙市麓山南路966号
  • 邮编:410012
  • 邮箱:kygc@2118.cn kuangyegongchengzz@163.com
  • 电话:0731-88657176 8657070 88657173
  • 国际标准刊号:ISSN:0253-6099
  • 国内统一刊号:ISSN:43-1104/TD
  • 邮发代号:42-58
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:11358