Zastosowanie stopu niklowo-miedziowego w kosmosie

Jak wszyscy wiemy, około 70% światowej produkcji niklu jest wykorzystywane do produkcji stali nierdzewnej. Stal nierdzewna została niezależnie odkryta przez niektórych badaczy w 1912 roku, ale odporny na korozję stop na bazie niklu został odkryty wcześniej. W 1906 r stop niklowo-miedziowy (Ni Cu) opracowany przez inco został opatentowany. Stop ten rozwinął się w grupę o nazwie Monel ® Dwie trzecie stopu niklu to nikiel, a jedna trzecia to miedź.

Wytrzymałość stopu niklu i miedzi jest wyższa niż czystego niklu i wykazuje doskonałą odporność na korozję w różnych nieutleniających środowiskach kwasowych i zasadowych (w tym szybko płynącej wodzie morskiej). Stop niklowo-miedziowy może dobrze znosić różne stężenia kwasu fluorowodorowego w zakresie temperatur aż do temperatury wrzenia, a w warunkach redukujących może wytrzymać różne formy kwasu siarkowego i kwasu solnego.

charakterystyka

Stop niklowo-miedziowy ma również doskonałą odporność na utlenianie (odporność na spalanie) w środowisku o wysokim stężeniu tlenu i ma doskonałe właściwości mechaniczne poniżej zera i do 550 ℃ (1020 ℉). Stopy niklowo-miedziowe są łatwe do wykonania przez obróbkę na gorąco, obróbkę na zimno, obróbkę skrawaniem i spawanie. Najbardziej znanym rodzajem stopu niklowo-miedziowego jest stop 400 (n04400). Alloy 400 może być utwardzany tylko przez hartowanie, ale po dodaniu aluminium i tytanu w 1924 roku wyprodukowano produkt utwardzany przez starzenie o wyższej wytrzymałości, K-500 (n05500). przyjąć γ W przypadku osadzania cząstek fazowych granica plastyczności osiągnęła 690 MPa (100 kilofuntów na cal kwadratowy), czyli około trzykrotnie więcej niż w przypadku stopu 400 (n04400).

Typ przestrzeni

Stopy niklowo-miedziowe występują w rurach, prętach i drutach do różnych zastosowań kosmicznych. Naturalna ognioodporność stopu niklowo-miedziowego w tlenie, jego doskonałe właściwości w temperaturach poniżej zera oraz wysoka wytrzymałość K-500 sprawiają, że stop ten jest ważnym materiałem dla turbopomp po stronie utleniacza silników rakietowych na skroplone paliwo bogatych w tlen (takich jak niebieski pochodzenia be-4).

„Niebieskie pochodzenie” wykorzystuje trójwymiarową produkcję addytywną do produkcji wielu kluczowych komponentów wołowej pompy wspomagającej (OBP). Jego powłoka to drukowana część aluminiowa, a wszystkie stopnie turbiny są drukowane za pomocą K-500. Rysunek 1 przedstawia obudowę pompy wspomagającej be-4ox pochodzenia niebieskiego. Ta metoda wytwarzania może zintegrować z powłoką złożone wewnętrzne kanały przepływowe, podczas gdy wytwarzanie tego rodzaju osłony metodami konwencjonalnymi jest znacznie trudniejsze. Dysza i wirnik turbiny hydraulicznej są również wykonane z druku trójwymiarowego, a wymagane dopasowanie można uzyskać przy niewielkim nakładzie obróbki.

Nawet dzisiaj, stopy niklowo-miedziowe opracowane ponad sto lat temu odgrywają kluczową rolę w aplikacjach granicznych o wysokim zapotrzebowaniu.