北京利曼科技有限公司
GNR殘余應(yīng)力分析儀EDGE測試鋯合金材料
檢測樣品:鋯合金材料
檢測項目:殘余應(yīng)力
方案概述:在航空航天等眾多領(lǐng)域,鋯合金的性能關(guān)乎設(shè)備的安全性與可靠性。應(yīng)力測試作為評估鋯合金性能的關(guān)鍵手段,有著不可替代的作用。由于鋯合金常應(yīng)用于承受復(fù)雜應(yīng)力環(huán)境的部件,如航天器發(fā)動機(jī)部件在工作時承受高溫高壓產(chǎn)生的熱應(yīng)力與機(jī)械應(yīng)力,了解其在不同應(yīng)力條件下的表現(xiàn),能為設(shè)計和選材提供關(guān)鍵依據(jù),確保部件在實際使用中不會因應(yīng)力問題而失效。
鋯(Zr),作為一種呈現(xiàn)銀白色光澤的金屬,具備耐腐蝕性以及高溫穩(wěn)定性。當(dāng)它與鎳、鐵、銅等其他元素相互融合形成合金 —— 鋯合金時,其物理和化學(xué)性能得到顯著提升。
一、在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用
航天器發(fā)動機(jī)部件:由于在高溫環(huán)境下能維持良好的結(jié)構(gòu)完整性,鋯合金被廣泛用于制造航天器發(fā)動機(jī)的關(guān)鍵部件。例如,發(fā)動機(jī)的燃燒室部分,在航天器發(fā)射及運行過程中,需承受高的溫度和壓力。鋯合金憑借自身特性,能夠確保燃燒室在這種條件下不發(fā)生變形、破裂等狀況,保障發(fā)動機(jī)穩(wěn)定高效地運行,為航天器提供持續(xù)而強(qiáng)勁的動力。
熱防護(hù)系統(tǒng):航天器在重返大氣層時,會與大氣層劇烈摩擦產(chǎn)生的溫度。鋯合金因其高熔點特性,成為熱防護(hù)系統(tǒng)的重要材料。它能夠在熱環(huán)境中保持物理形態(tài)穩(wěn)定,有效抵御高溫對航天器內(nèi)部結(jié)構(gòu)和設(shè)備的侵襲,就像給航天器穿上了一層堅固且耐熱的 “鎧甲”,保護(hù)著航天器以及內(nèi)部搭載的儀器設(shè)備和宇航員的安全。
二、航空航天領(lǐng)域選用鋯合金的優(yōu)勢
結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性優(yōu)勢:在航天器的飛行過程中,無論是穿越大氣層時的劇烈氣流沖擊,還是在太空中面臨的微流星體撞擊等情況,都對航天器結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性提出了高要求。鋯合金在高溫環(huán)境下良好的結(jié)構(gòu)完整性,使其能夠承受這些外力作用,維持航天器整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定,大大降低了因結(jié)構(gòu)損壞而導(dǎo)致的飛行事故風(fēng)險。
溫度適應(yīng)性優(yōu)勢:航空航天領(lǐng)域的工作環(huán)境溫度變化范圍極大,從太空的超低溫到航天器重返大氣層時的超高溫。鋯合金的高熔點特性使其在高溫階段能夠穩(wěn)定工作,而其本身的金屬特性也使其在低溫環(huán)境下依然保持良好的韌性和強(qiáng)度,不會因低溫而變脆斷裂,從而適應(yīng)了航空航天領(lǐng)域復(fù)雜多變的溫度環(huán)境。
長期可靠性優(yōu)勢:一次航空航天任務(wù)往往持續(xù)時間較長,航天器的各個部件需要具備長期穩(wěn)定的性能。鋯合金出色的耐腐蝕性能,使其在整個任務(wù)周期內(nèi),即便面臨太空輻射、宇宙塵埃中的化學(xué)物質(zhì)侵蝕等惡劣條件,也能保持材料性能不發(fā)生明顯退化,確保了航天器各系統(tǒng)長期可靠地運行,為任務(wù)的成功實施提供了堅實保障。
本文使用GNR公司EDGE殘余應(yīng)力分析儀對鋯合金樣品進(jìn)行應(yīng)力測試。
EDGE 射線應(yīng)力分析儀以其便攜式設(shè)計脫穎而出,配備高分辨率的檢測器和測角儀,能夠在現(xiàn)場或?qū)嶒炇噎h(huán)境下,對鋯合金樣品的殘余應(yīng)力進(jìn)行快速且精準(zhǔn)的測試。在本次測試過程中,我們還對實際輻射劑量進(jìn)行了監(jiān)測。結(jié)果顯示,在設(shè)備運行時,輻射計所測數(shù)值與環(huán)境本底基本持平,這充分表明在實際操作中,EDGE 對操作人員不會產(chǎn)生任何輻射影響。此外,借助三腳架及各類工裝,EDGE 能夠更加靈活地適配各種現(xiàn)場環(huán)境,展現(xiàn)出強(qiáng)大的適用性。
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