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World File Search System高温合金
利用定向能量沉积技术回收金属间钛铝航空发动机部件
摘要。钛铝化物 (TiAl) 合金是一种金属间化合物，与镍基高温合金相比，它具有低密度、高熔点、良好的抗氧化和耐腐蚀性。因此，这些合金用于航空发动机部件，如涡轮叶片、燃油喷射器、径向扩散器、发散襟翼等。在运行过程中，航空发动机部件在氧化和腐蚀环境中承受高热负荷，导致磨损和其他材料损坏。由于交货时间长且费用高昂，更换整个部件可能并不可取。在这种情况下，维修和翻新可能是回收 TiAl 部件的最佳选择。不幸的是，目前还没有针对 TiAl 基部件的认可修复技术。基于增材制造 (AM) 的定向能量沉积 (DED) 可以作为帮助修复和恢复昂贵航空发动机部件的一种选择。在本文中，回顾了利用 DED 技术局部修复受损的 TiAl 基航空部件的努力。更换整个 TiAl 部件是不可取的，因为这样做成本昂贵。DED 是一种很有前途的技术，用于生产、修复、返工和大修 (MRO) 受损部件。考虑到航空工业的高质量标准，对 DED 修复的 TiAl 部件进行认证以供未来在飞机上使用非常重要。然而，目前尚无关于 TiAl 修复部件认证的标准。案例研究表明，人们正在考虑使用 DED 修复 TiAl 部件。在一台机器上完成加工、修复和精加工功能的混合技术是一种提高修复效率的有吸引力的实施策略。审查表明，对基于 DED 的修复技术的开发和应用的研究有限，这表明非常需要进一步研究。
用于液体的 NASA HR-1 材料的增材制造...
摘要 NASA HR-1 是一种高强度 Fe-Ni 高温合金，旨在抵抗高压、氢环境脆化、氧化和腐蚀。NASA HR-1 最初由 NASA 于 1990 年代开发，源自 JBK-75，旨在提高高压氢环境中的强度和延展性。NASA HR-1 的化学配方旨在满足液体火箭发动机应用的要求，特别是在高压氢环境中使用的部件。最近使用增材制造 (AM) 的发展使这种材料成为快速分析和制造推进技术 (RAMPT) 计划下的通道冷却喷嘴和其他液体火箭发动机部件应用的有吸引力的选择。RAMPT 计划已确定基准，以全面发展和表征 NASA HR-1 材料。NASA HR-1 满足液体火箭发动机部件的材料要求，包括良好的抗氢性、高导电性、良好的低周疲劳性能以及高热通量环境中通道冷却喷嘴的高伸长率和强度。初步开发和特性描述已完成，使用吹粉定向能量沉积 (DED) 和激光粉末床熔合 (L-PBF) 增材制造技术开发材料测试样品和喷嘴硬件。NASA HR-1 粉末已从多家粉末供应商处采购并进行了特性描述，一系列开发和硬件样品已使用 DED 和 L-PBF 完成制造。材料特性描述包括热处理开发、金相学、化学评估、机械测试、热物理性能测量以及相关喷嘴硬件的制造以证明可行性。本文介绍了该工艺和早期材料开发的结果，并提供了包括硬件制造在内的未来开发工作。
增材制造 NASA HR-1 液体燃料的工艺开发和热火测试
增材制造 (AM) 提供了新的设计和制造机会，可以降低成本和缩短工期、整合零件并优化性能。正在评估的一项技术是激光粉末定向能量沉积 (LP-DED)，与激光粉末床熔合 (L-PBF) 相比，该技术可显著提高规模。NASA 和行业合作伙伴一直在开发 LP-DED 工艺，以展示用于液体火箭发动机通道冷却喷嘴的内部通道几何形状和开发组件。优化液体火箭发动机在极端高压和氢环境中的材料仍然是一项关键挑战。NASA 已经开发出一种名为 NASA HR-1（耐氢 -1）的辅助材料作为使用 AM 技术的解决方案。NASA HR-1 是一种高强度 Fe-Ni 高温合金，旨在抵抗高压、氢环境脆化、氧化和腐蚀。NASA HR-1 满足液体火箭发动机部件的材料要求，包括良好的耐氢性、高导电性、良好的低周疲劳性能以及高热通量环境中部件的高伸长率和强度。除了供应链的进步之外，高密度薄壁材料的材料特性和工艺特性已经完成。NASA 还在 LP-DED NASA HR-1 中完成了几个缩比和全尺寸通道壁喷嘴的制造，并完成了热火测试。这包括改进工艺以生产薄壁和各种通道几何形状，以满足通道壁喷嘴应用的要求。本文将概述 LP-DED 工艺开发、材料特性和特性、组件制造和热火测试。使用液氧 (LOX)/甲烷对着陆器级 7K-lbf 推力室完成了热火测试。除了硬件开发之外，还将介绍热火测试的设计概述和结果，以供未来在 2K-lbf 和 35k-lbf 推力室和大型制造技术演示器上进行测试。
航天飞机主发动机
太空运输系统 HAER No. TX-116 第 248 页 第三部分 航天飞机主发动机 简介 航天飞机主发动机 (SSME) 是世界上第一台也是唯一一台适用于载人航天的完全可重复使用、高性能液体火箭发动机。分级燃烧发动机燃烧 LO2 和 LH2 的混合物将航天器送入太空。ET 为三个 SSME 提供燃料和氧化剂，SSME 在动力飞行的前两分钟与双 SRB 协同工作。发动机从点火到 MECO 总共运行了大约八分半钟，燃烧了超过 160 万磅（约 528,000 加仑）的推进剂。SSME 为航天飞机提供了超过 120 万磅的推力。SSME 分级燃烧循环分两步燃烧燃料。首先，双预燃室燃烧涡轮泵中的大部分氢气和部分氧气，产生高压和有限温度下的富氢气体。热气流推动高压涡轮泵中的涡轮。涡轮废气流入主燃烧室，燃料在这里完全燃烧，产生高压高温的富氢气体。主燃烧室的废气通过喷嘴膨胀产生推力。在海平面，推进剂为每个发动机提供大约 380,000 磅的推力，额定功率水平 (RPL) 或 100% 推力；390,000 磅的标称功率水平 (NPL) 或 104.5% 的 RPL；420,000 磅的全功率水平 (FPL) 或 109% 的 RPL（或在真空中分别约为 470,000 磅、490,000 磅和 512,000 磅）。发动机可在 67% 至 109% RPL 的推力范围内以百分之一的增量进行节流。所有三个主发动机同时收到相同的节流命令。这在升空和初始上升期间提供了高推力水平，但允许在最后的上升阶段降低推力。发动机在上升过程中采用万向节来控制俯仰、偏航和滚转。SSME 的运行温度比当今常用的任何机械系统都要高。点火前，地球上第二冷的液体 LH2 的温度为零下 423 华氏度。点火后，燃烧室温度达到 6,000 华氏度，比铁的沸点还要高。为了满足严酷操作环境的要求，开发了特殊合金，例如 NARloy-Z（Rocketdyne）和 Inconel Alloy 718（Special Metals Corporation）。 1036 后者是一种镍基高温合金，用于大约 1,500 个发动机部件，按重量计算约占 SSME 的 51%。
小型涡流实时可视化回顾
使用固态霍尔传感器阵列对小口径管道系统中的涡流进行实时可视化的回顾 J. Lee、C. S. Angani、J. Kim、M. Le，朝鲜大学，韩国 Hwa Sik Do，韩国电力公司，韩国 摘要 小口径管道系统是核电站 (NPP) 热交换器的重要组成部分，例如蒸汽发生器 (SG)，其中的压力和温度非常高。这些条件会促使裂纹的产生和快速扩展，从而降低管道质量并威胁系统的完整性。几十年来，人们开发和改进了不同的 NDE 系统和探头，以应用于 SG 评估，例如用于实时检查裂纹的线轴探头、电动旋转饼线圈、X 探头和磁性摄像机。磁相机由固态磁场传感器阵列组成。根据传感器阵列的排列方式，开发了不同类型的传感器阵列，并对其进行了分类，以用于不同的应用，例如线性集成霍尔传感器阵列 (LIHaS)、区域型集成霍尔传感器阵列 (AIHaS)、线轴型集成霍尔传感器阵列 (BIHaS) 和圆柱型集成霍尔传感器阵列 (CIHaS)。本研究回顾了用于评估 SG 缺陷的线轴型磁相机的开发。使用霍尔传感器阵列可以提供具有高空间分辨率的大面积检查。传感器的高空间分辨率优势使得裂纹评估变得简单可靠。所提出的磁传感器阵列用于检测小口径管道的内径 (ID)、外径 (OD) 和周向应力腐蚀裂纹。准备了两种样品，铜和钛合金，以验证磁相机的有效性。成功检测到由于应力腐蚀裂纹引起的扭曲磁场图像并估计了裂纹体积。结果表明，该技术可以成为核电站中 SG 的无损检测的潜在工具。简介 管道结构在大型工业结构中起着关键作用，例如发电厂、石化厂、石油炼油厂和天然气加工厂 [1]。例如，用作核电站热交换器的小口径管道系统。SG 是核电站最关键的部件，它们在高温和高压等极其恶劣的条件下运行，这些条件往往会加速流动腐蚀 (FAC)、应力腐蚀开裂 (SCC) [2]。小由此可能引发裂纹，并可能导致灾难性故障或工厂紧急停机。因此，为了确定结构的可靠性和经济可行性，NDT 是检测和评估结构损坏程度的有效技术。因此，快速准确地检查管道中的裂纹或缺陷对于防止故障非常必要。SG 通常采用奥氏体镍铬基高温合金和非铁磁性钛合金制造。通常，核电站安装 2 至 4 套 SG 管，每套由 3,000 至 16,000 根管组成，SG 直径约为 20 毫米，长度约为 21 米 [3, 4]。几十年来，涡流检测 (ECT) 已可靠地应用于无损检测领域，线轴探头已成为 SG 和热交换器管道常规检查的行业标准 [5, 6]。线轴探头非常可靠，可用于量化体积缺陷，例如微动磨损和点蚀，相反，它们不适合检测周向裂纹 [7]。此外，ECT 需要很高的检查技能来分析和评估数据 [8, 9]。
博士拉维·纳图拉姆·巴斯
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