一种航天推进剂贮箱金属膜片用钛板制造技术

一种航天推进剂贮箱金属膜片用钛板，界定了纯钛材的杂质含量，使氧元素含量：O≤0.06%，铁元素含量：Fe≤0.05%，碳元素含量：C≤0.03%，氮元素含量：N≤0.01%，氢元素含量：H≤0.008%，其它杂质元素含量总和≤0.2%；板材的轧制温度为700℃～800℃，火次变形量控制在50%～60%，成品板材退火温度650℃～750℃，保温时间为30min～90min，控制成品显微组织的平均晶粒尺寸在50～100μm之间。采用本发明专利技术可使膜片贮箱用钛板的力学性能达到抗拉强度Rm≤330MPa、屈服强度Rp0.2≤220MPa、断后伸长率A≥43%、断面收缩率Z≥60%和板材横纵向同性的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种航天推进剂贮箱金属膜片用钛板
本专利技术涉及一种航天推进剂贮箱金属膜片用钛板，具体涉及选用纯钛做为金属膜片的制备材料，并界定了此种金属膜片贮箱用钛板材的质量控制目标。
技术介绍
航天推进剂贮箱是火箭、航天飞机、导弹等的重要部件，用于贮存、管理推进剂和承受全部的结构载荷。推进剂贮箱通常可分为非金属隔膜贮箱、金属膜片贮箱和表面张力贮箱三种。金属膜片贮箱作为一种适于空间工作的推进剂管理装置，具有轻质、长寿命、高可靠性、排放效率高等优点，并在飞行过程中可抑制液体推进剂的晃动，因此在经常变轨、姿态调整频繁、机动性强的航天器上应用最为广泛。我国已在神舟载人飞船推进分系统中使用了金属膜片贮箱。金属膜片贮箱内无非金属材料，可实现推进剂特别是氧化剂的长期加注贮存。贮箱工作时，其金属膜片受增压气体的挤压而发生巨大的弹塑性变形，从上半球翻转到下半球，从而实现推进剂的输送。因此，贮箱膜片的有效稳定翻转是影响贮箱性能的关键。目前针对金属膜片贮箱的研制已成为热点，美国、俄罗斯在金属膜片设计和制造方面的研究一直处于领先地位。钛合金由于具有较低的密度、良好的抗氧化性和耐腐蚀性、较高的比强度，与推进剂具有良好的相容性，及薄壁焊接较为容易等特点，使得钛合金成为制造推进剂贮箱的理想材料，而随着钛合金贮箱应用的更加广泛，针对钛合金贮箱的膜片材料的研究也越来越受到重视。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种航天推进剂贮箱金属膜片用钛板，其对纯钛中的杂质含量进行界定，通过适当的工艺生产出的板材其室温力学性能达到抗拉强度Rm≤330MPa、屈服强度Rp0.2≤220MPa、断后伸长率A≥43%、断面收缩率Z≥60%、板材纵横向同性的要求，从而改善钛制膜片的翻转特性并提高其稳定性，避免发生多波失稳现象。本专利技术的技术解决方案是：一种航天推进剂贮箱金属膜片用钛板，其特殊之处在于，该钛板界定了纯钛材的杂质含量，以质量百分比具体为：O≤0.06%，Fe≤0.05%，C≤0.03%，N≤0.01%，H≤0.008%，其它杂质元素含量总和≤0.2%；通过适当的工艺生产出的成品，其室温力学性能达到抗拉强度Rm≤330MPa、屈服强度Rp0.2≤220MPa、断后伸长率A≥43%、断面收缩率Z≥60%。上述航天推进剂贮箱金属膜片用钛板，其特殊之处在于，所述钛板为热轧钛板，所述适当的工艺是指：轧制温度为700℃～800℃，火次变形量控制在50%～60%，成品板材退火温度650℃～750℃，保温时间为30min～90min，控制成品显微组织的平均晶粒尺寸在50～100μm之间。上述航天推进剂贮箱金属膜片用钛板，其特殊之处在于，该钛板界定了纯钛材的杂质含量，以质量百分比具体为：O=0.05%，：Fe=0.05%，C=0.028%，N≤0.001%，H＜0.001%，其它杂质元素含量总和≤0.2%。上述航天推进剂贮箱金属膜片用钛板，其特殊之处在于，该钛板界定了纯钛材的杂质含量，以质量百分比具体为：O=0.05%，Fe=0.05%，C=0.011%，N=0.006%，H＜0.001%，其它杂质元素含量总和≤0.2%。上述航天推进剂贮箱金属膜片用钛板，其特殊之处在于，该钛板界定了纯钛材的杂质含量，以质量百分比具体为：O=0.05%，Fe=0.02%，C=0.016%，N=0.003%，H=0.002%，其它杂质元素含量总和≤0.2%。上述航天推进剂贮箱金属膜片用钛板，其特殊之处在于，该钛板界定了纯钛材的杂质含量，以质量百分比具体为：O=0.04%，Fe=0.02%，C=0.006%，N=0.003%，H=0.001%，其它杂质元素含量总和≤0.2%。上述航天推进剂贮箱金属膜片用钛板，其特殊之处在于，该钛板界定了纯钛材的杂质含量，以质量百分比具体为：O=0.052%，Fe=0.01%，C=0.009%，N=0.004%，H＜0.001%，其它杂质元素含量总和≤0.2%。上述航天推进剂贮箱金属膜片用钛板，其特殊之处在于，该钛板界定了纯钛材的杂质含量，以质量百分比具体为：O=0.054%，Fe=0.01%，C=0.008%，N=0.002%，H＜0.001%，其它杂质元素含量总和≤0.2%。本专利技术的优点在于：对纯钛中的杂质含量进行界定，通过适当的工艺生产出的板材其室温力学性能达到抗拉强度Rm≤330MPa、屈服强度Rp0.2≤220MPa、断后伸长率A≥43%、断面收缩率Z≥60%、板材纵横向同性的要求，从而改善钛制膜片的翻转特性并提高其稳定性，避免发生多波失稳现象。具体实施方式一种航天推进剂贮箱金属膜片用钛板，界定了纯钛板的杂质含量，使氧元素含量：O≤0.06%，铁元素含量：Fe≤0.05%，碳元素含量：C≤0.03%，氮元素含量：N≤0.01%，氢元素含量：H≤0.008%，其它杂质元素含量总和≤0.2%；板材的轧制温度为700℃～800℃，火次变形量控制在50%～60%，成品板材退火温度650℃～750℃，保温时间为30min～90min，控制成品显微组织的平均晶粒尺寸在50～100μm之间。实施例1TA1ELI-GMδ14mm热轧钛板，氧元素含量：O=0.05%，铁元素含量：Fe=0.05%，碳元素含量：C=0.028%，氮元素含量：N≤0.001%，氢元素含量：H＜0.001%，其它杂质元素含量总和≤0.2%；板材的轧制温度为700℃，火次变形量控制在50%，成品板材退火温度700℃；金相分析成品显微组织的平均晶粒尺寸为70μm；力学性能测试结果：1、纵向抗拉强度Rm=295MPa、屈服强度Rp0.2=180MPa、断后伸长率A=55.5%、断面收缩率Z=79.5%。2、横向抗拉强度Rm=305MPa、屈服强度Rp0.2=195MPa、断后伸长率A=48%、断面收缩率Z=79.5%。实施例2TA1ELI-GMδ14mm热轧钛板，氧元素含量：O=0.05%，铁元素含量：Fe=0.05%，碳元素含量：C=0.011%，氮元素含量：N=0.006%，氢元素含量：H＜0.001%，其它杂质元素含量总和≤0.2%；板材的轧制温度为700℃，火次变形量控制在50%，成品板材退火温度650℃，成品显微组织的平均晶粒尺寸在56μm；力学性能测试结果：1、纵向抗拉强度Rm=310MPa、屈服强度Rp0.2=185MPa、断后伸长率A=53%、断面收缩率Z=79.5%。2、横向抗拉强度Rm=305MPa、屈服强度Rp0.2=200MPa、断后伸长率A=46.5%、断面收缩率Z=78.5%。实施例3TA1ELI-GMδ14mm热轧钛板，氧元素含量：O=0.05%，铁元素含量：Fe=0.02%，碳元素含量：C=0.016%，氮元素含量：N=0.003%，氢元素含量：H=0.002%，其它杂质元素含量总和≤0.2%；板材的轧制温度为750℃，火次变形量控制在53%，成品板材退火温度700℃，成品显微组织的平均晶粒尺寸在82μm；力学性能测试结果：1、纵向抗拉强度Rm=300MPa、屈服强度Rp0.2=175MPa、断后伸长率A=62%、断面收缩率Z=83%。2、横向抗拉强度Rm=300MPa、屈服强度Rp0.2=197MPa、断后伸长率A=53.5%、断面收缩率Z=83%。实施例4TA本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种航天推进剂贮箱金属膜片用钛板，其特征在于，该钛板界定了纯钛材的杂质含量，以质量百分比具体为： O≤0.06%， Fe≤0.05%， C≤0.03%， N≤0.01%， H≤0.008%，其它杂质元素含量总和≤0.2%；通过适当的工艺生产出的成品，其室温力学性能达到抗拉强度Rm≤330MPa、屈服强度Rp0.2≤220MPa、断后伸长率A≥43%、断面收缩率Z≥60%。

【技术特征摘要】
1.一种航天推进剂贮箱金属膜片用钛板，其特征在于，该钛板界定了纯钛材的杂质含量，以质量百分比具体为：O≤0.06%，Fe≤0.05%，C≤0.03%，N≤0.01%，H≤0.008%，其它杂质元素含量总和≤0.2%；通过适当的工艺生产出的成品，其室温力学性能达到抗拉强度Rm≤330MPa、屈服强度Rp0.2≤220MPa、断后伸长率A≥43%、断面收缩率Z≥60%；所述钛板为热轧钛板，所述适当的工艺是指：轧制温度为700℃～800℃，火次变形量控制在50%～60%，成品板材退火温度650℃～750℃，保温时间为30min～90min，控制成品显微组织的平均晶粒尺寸在50～100μm之间。2.根据权利要求1所述航天推进剂贮箱金属膜片用钛板，其特征在于，该钛板界定了纯钛材的杂质含量，以质量百分比具体为：O=0.05%，：Fe=0.05%，C=0.028%，N≤0.001%，H＜0.001%，其它杂质元素含量总和≤0.2%。3.根据权利要求1所述航天推进剂贮箱金属膜片用钛板，其特征在于，该钛板界定了纯钛材的杂质含量，以质量百分比具体为：O=0.05%，Fe=0.05%，C=0.011%，N=0...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭金明，尤志勇，李华琳，朱梅生，倪沛彤，张增亭，王国栋，郭学鹏，
申请(专利权)人：西北有色金属研究院，西安航天动力研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61