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

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。

等离子喷涂成型Mo/ZrC复合喷管的烧蚀性能研究

采用化学包覆法制备Mo-(10%) ZrC复合喷涂粉末,采用气氛保护等离子喷涂成形技术结合低压热等静压致密化技术制备内径为8 mm、壁厚16.5 mm、长30 mm的某实验型固体火箭发动机Mo/ZrC复合喷管,测试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Mo/ZrC复合喷管经1800℃、10 MPa处理60 min后,微细ZrC颗粒均匀分布,断口晶粒仅2～5μm,致密度达94.5%。经1800℃、10 MPa处理300 min后,Mo/ZrC复合喷管由层片结构转化为颗粒状结构,致密度提高至96.8%,显微硬度及拉伸强度分别达259.8 HV0.025及138.9 MPa。地面试车实验后,Mo/ZrC复合喷管整体结构完好,未出现炸裂和破碎现象,抗热震烧蚀性能良好,其线烧蚀率仅为0.18 mm/20 s。地面试车过程中,机械剥蚀、熔化烧蚀及热化学烧蚀等三种烧蚀机制同时发生,Mo/ZrC复合喷管烧蚀程度依次为喉部>收敛段>扩散段。