【鎳國(guó)際論壇】鎳銅合金在太空中的應(yīng)用
2020年11月02日 15:1 9819次瀏覽 來源： 中國(guó)有色金屬報(bào) 分類： 銅資訊
眾所周知，全世界鎳產(chǎn)量的70％左右用于不銹鋼生產(chǎn)。不銹鋼是1912年一些研究人員發(fā)現(xiàn)的，但耐腐蝕鎳基合金的發(fā)現(xiàn)時(shí)間更早。1906年，加拿大國(guó)際鎳業(yè)公司（INCO）開發(fā)的一種鎳銅（Ni-Cu）合金獲得專利。該合金目前已經(jīng)發(fā)展成一組被稱作Monel的鎳合金，其中三分之二是鎳、三分之一是銅。
鎳銅合金的強(qiáng)度高于純鎳，在多種非氧化性酸和堿性環(huán)境（包括迅速流動(dòng)的海水）中表現(xiàn)出優(yōu)良的耐腐蝕性。鎳銅合金可以在直至沸點(diǎn)的溫度范圍內(nèi)很好地耐受各種濃度的氫氟酸，而且可以在還原條件下耐受各種形式的硫酸和鹽酸。
鎳銅合金在高氧環(huán)境中還具有優(yōu)良的耐氧化性（耐燃燒性），在0℃以下和最高550℃（1020℉）的溫度下具有優(yōu)良的機(jī)械性質(zhì)。鎳銅合金很容易通過熱加工、冷加工、機(jī)械加工和焊接進(jìn)行制作。鎳銅合金最著名的種類是合金400（N04400）。合金400只能通過冷加工硬化，但1924年添加鋁和鈦之后生成了一種強(qiáng)度更高的時(shí)效硬化種類，即K-500（N05500）。通過γ相顆粒的沉積，其屈服強(qiáng)度達(dá)到了690兆帕（100千磅／平方英寸），比合金400（N04400）高約3倍。
鎳銅合金存在于各種太空應(yīng)用的管道、棒材和線材中。鎳銅合金在氧氣中的天然抗燃性、在0℃以下溫度下的優(yōu)良性質(zhì)和K-500的高強(qiáng)度，讓這種合金成為富氧液化燃料火箭發(fā)動(dòng)機(jī)（例如藍(lán)色起源BE-4）氧化器側(cè)渦輪泵的一種重要制作材料。
藍(lán)色起源利用三維增材制造來制造Ox增壓泵（OBP）的很多關(guān)鍵部件。它的外殼是一個(gè)打印鋁部件，而且水輪機(jī)的各級(jí)都用K-500打印而成。這種制造方法可以將復(fù)雜的內(nèi)部流動(dòng)通道集成在外殼，而采用常規(guī)方法制造這種外殼的難度則要大得多。水輪機(jī)噴嘴和轉(zhuǎn)子也是三維打印而成，只需少量機(jī)器加工就能達(dá)到所需的配合度。
即使在今天，一個(gè)多世紀(jì)前開發(fā)的鎳銅合金也在高要求的前沿應(yīng)用中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。
責(zé)任編輯：付宇
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