亲,双击屏幕即可自动滚动
第354章 调研航天材料应用痛点(1/2)

专项小组的基础理论学习刚收尾,林荞便带着李薇、江浩和张教授一行人,驱车前往航天科技集团火箭研制基地。车上,林荞翻着调研提纲,对众人说:“这次调研核心是找痛点,发动机设计师天天和材料打交道,他们的实际反馈,比书本知识更重要。”

张仲谋教授点头附和:“没错,航天材料研发不能闭门造车,实验室的数据再好,落地不了都是空谈。基地的设计师们最清楚现有材料在实际工况中,到底卡在哪里。”

李薇攥着笔记本,一脸认真:“我重点问涂层相关的问题,比如脱落的时间、部位,还有和基体的结合问题,这些都是咱们后续研发的核心。”

一个半小时后,车辆驶入火箭研制基地。基地总工程师秦峰早已在门口等候,握着林荞的手笑道:“林研究员,欢迎你们来调研!早就听说你们团队攻坚克难的劲头,这次航天材料的难题,就靠你们了。”

林荞回握着手,语气恳切:“秦总工太客气了,我们这次来,就是向基地的设计师们取经,摸清现有材料的应用痛点,让后续研发更有针对性,少走弯路。”

秦峰带着众人走进基地的发动机研制车间,巨大的火箭发动机燃烧室雏形映入眼帘,几名设计师正围着图纸讨论。秦峰扬声介绍:“这几位都是咱们基地资深的发动机设计师,负责燃烧室的结构设计和材料应用,你们有任何问题,尽管问。”

林荞一行人立刻围了上去,设计师陈工率先开口,语气无奈:“林研究员,你们来得正好,现有燃烧室的材料,真是让我们头疼。就说涂层吧,3000℃高温下工作不到20小时,喷管喉部的涂层就开始脱落,一脱落,高温燃气直接冲刷基体,很快就报废了。”

江浩立刻记下关键点,追问:“陈工,涂层脱落是局部的,还是整体的?脱落前有没有出现开裂、鼓包的情况?”

“主要集中在喉部和曲面转角处,这些地方热应力最大。”陈工指着燃烧室的模型,“脱落前都会先出现细微裂纹,之后裂纹扩大,涂层就一片片掉了。我们试过加厚涂层,结果反而裂得更快,热应力更不均了。”

李薇皱着眉,继续问:“那现在用的涂层和基体是什么材质?涂层的制备工艺是等离子喷涂吗?”

“基体是第二代镍基高温合金,涂层是氧化锆陶瓷涂层,确实是等离子喷涂。”另一位设计师王工接过话,“陶瓷涂层耐高温性够,但太脆,和基体的结合力始终不够,高温下热膨胀系数不匹配,一冷一热就开裂。”

林荞点点头,把这些信息记在本子上:“也就是说,涂层和基体的热膨胀系数匹配性,还有结合力,是目前最核心的问题。那除了涂层脱落,还有其他痛点吗?”

秦峰叹了口气,接过话茬:“还有结构变形的问题。现有合金基体在3000℃高温下,长时间工作会出现蠕变,燃烧室的内壁会慢慢变形,导致燃气流场紊乱,影响火箭的推力和精度,这也是发动机寿命短的重要原因。”

“蠕变的幅度大概有多少?有没有超过设计公差?”张教授立刻追问,作为材料设计专家,他最关注结构稳定性。

“每次工作后,内壁的蠕变量大概在0.2毫米,看着不多,但已经超过了0.1毫米的设计公差。”秦峰说着,拿出检测报告,“而且次数多了,蠕变会累积,到最后整个燃烧室都得报废,一台发动机的使用寿命,根本达不到设计要求的100小时。”

林荞接过检测报告,仔细翻看,上面的蠕变数据、涂层脱落检测记录一目了然。她指着报告上的合金成分问:“那现在的镍基合金,有没有尝试过调整成分,提升抗蠕变性能?”

“试过,加入了更多的钨和钼,抗蠕变性能确实提升了,但合金的塑性又下降了,加工的时候特别容易开裂。”陈工苦笑着说,“现在陷入了一个死循环,顾此失彼,性能始终平衡不了。”

众人跟着秦峰走到材料加工车间,一台大型熔炼设备正在运转,几名工人正小心翼翼地加工合金坯料。车间主任赵工迎上来,见众人围着坯料看,便主动介绍:“现在的航天高温合金,加工难度太大了,硬度高、塑性差,锻造的时候温度控制稍微差一点,就会出现裂纹。”

林荞伸手摸了摸刚锻造好的坯料,问:“赵主任,现在的加工工艺是什么?成品率大概有多少?”

“真空熔炼后,进行高温锻造,再机加工。”赵工摇着头,语气无奈,“成品率还不到60%,很多坯料都是加工到最后一步开裂,直接报废,成本居高不下。一台燃烧室的材料成本,就占了整个发动机的三分之一。”

“成本高的原因,除了成品率低,还有原料本身吗?”江浩追问。

“也有,现在用的镍基合金,需要加入铼、钨这些稀有金属,价格本来就贵,再加上加工损耗大,成本自然就上去了。”赵工说,“我们也希望能找到一种性价比更高的材料,既能满足性能要求,又能降低加工难度和成本。”

林荞一边听,一边快速记录,笔记本上已经写满了密密麻麻的痛点:涂层与基体热膨胀系数不匹配、结合力差导致脱落;合金基体高温抗蠕变性能不足,易结构变形;材料塑性差,加工难度大,成品率低;稀有金属占比高,原料+加工成本居高不下。

一行人又来到发动机测试区,这里摆放着几台报废的燃烧室,涂层脱落、内壁变形的痕迹清晰可见。秦峰指着一台报废的燃烧室说:“这台就是刚测试完的,只工作了30小时,涂层大面积脱落,内壁蠕变变形,直接没法用了。”

李薇蹲下身,仔细观察涂层脱落的部位,用手轻轻摸了摸基体的表面:“秦总工,涂层脱落后,基体有没有出现氧化腐蚀的情况?”

“有,高温燃气冲刷后,基体表面很快就氧化了,形成一层氧化皮,越积越厚,进一步影响性能。”秦峰说,“所以抗氧化性也是一个关键点,涂层脱落之后,基体自身的抗氧化能力,也得跟上。”

林荞站起身,对着众人说:“大家把这些信息都记清楚,抗氧化性这一点,咱们后续研发也要重点考虑,不仅要让涂层耐氧化,基体本身的抗氧化性能也得提升。”

调研的过程中,林荞团队的成员们分工明确,李薇聚焦涂层相关的所有痛点,江浩关注合金基体的性能和加工问题,张教授则从整体设计角度,和秦峰探讨材料与发动机结构的匹配性,林荞则统筹全局,记录所有核心痛点,时不时补充提问。

本章未完,点击下一页继续阅读。

@流岚小说网 . www.hualian.cc
本站所有的文章、图片、评论等,均由网友发表或上传并维护或收集自网络,属个人行为,与流岚小说网立场无关。
如果侵犯了您的权利,请与我们联系,我们将在24小时之内进行处理。任何非本站因素导致的法律后果,本站均不负任何责任。