ما هي السبائك الأكثر استخدامًا في وحدات محركات الصواريخ؟
وحدات محركات الصواريخ: السبائك الرئيسية للتطبيقات عالية الأداء
تُستخدم أكثر السبائك شيوعًا في وحدات محركات الصواريخ عندما يكون المطلوب هو تحمل درجات حرارة عالية جدًا وضغط مرتفع وبيئات كيميائية قاسية. استنادًا إلى عروض المواد من NewayAero، تُعد السبائك التالية من أهم الخيارات في تطبيقات محركات الصواريخ:
1. سبائك إنكونيل (سبائك فائقة قائمة على النيكل)
Inconel 718: معروفة بقوتها العالية في درجات الحرارة المرتفعة ومقاومتها للتآكل، وتُستخدم غالبًا في غرف الاحتراق وشفرات التوربينات وغيرها من مكونات محركات الصواريخ.
Inconel 625: تتميز بمقاومة ممتازة للأكسدة في درجات الحرارة العالية، ما يجعلها مناسبة لبطانات الفوهات ومجاري العادم والمكونات عالية الإجهاد.
Inconel X-750: تُستخدم غالبًا في توربينات الغاز، ويمكن أن تُستخدم أيضًا في مكونات محركات الصواريخ، خصوصًا في المواقع التي تتطلب مقاومة عالية لإجهادات الحرارة.
Inconel 939: تُستخدم في مكونات المحركات عالية الأداء، وتتميز بمقاومة جيدة للأكسدة في درجات الحرارة المرتفعة، وغالبًا ما تُستخدم في مناطق الاحتراق.
2. سلسلة CMSX (سبائك أحادية البلورة)
CMSX-10، CMSX-486، CMSX-4: سبائك فائقة متقدمة أحادية البلورة تتمتع بمقاومة عالية للزحف الحراري والأكسدة. تستفيد شفرات التوربين في محركات الصواريخ من الخصائص الميكانيكية المحسّنة لهذه السبائك في درجات الحرارة المرتفعة.
3. سبائك Rene
Rene 104 و Rene 108: تُستخدم هذه السبائك عالية الأداء في أكثر أجزاء محرك الصاروخ تطلبًا، مثل امتدادات الفوهات ومكونات التوربين، بفضل خصائصها الحرارية والميكانيكية الفائقة.
4. سبائك Hastelloy (سبائك قائمة على النيكل)
Hastelloy X: مشهورة بثباتها في درجات الحرارة العالية ومقاومتها للأكسدة، وهي خيار شائع للتطبيقات ذات الإجهاد الحراري العالي مثل فوهات الصواريخ ومناطق الاحتراق في المحرك.
Hastelloy C-276: تُستخدم في الأساس في المعالجة الكيميائية، لكنها مناسبة أيضًا لمكونات محركات الصواريخ التي تتطلب مقاومة عالية للتآكل والأكسدة في درجات الحرارة المرتفعة.
5. سبائك التيتانيوم
Ti-6Al-4V: على الرغم من أنها ليست مقاومة للحرارة مثل السبائك القائمة على النيكل، تُستخدم سبائك التيتانيوم مثل Ti-6Al-4V في بعض مكونات محركات الصواريخ بفضل نسبة القوة إلى الوزن الممتازة. وعادةً ما تُستخدم في المناطق ذات درجات الحرارة الأقل مثل الهيكل الخارجي للمحرك.
6. سبائك Monel
Monel K500: تُستخدم سبائك Monel مثل K500 في مكونات محددة من المحرك التي تتطلب مقاومة ممتازة للتآكل وأداء معتدلًا في درجات الحرارة العالية.
7. سبائك Stellite
Stellite 6B: معروفة بمقاومتها العالية للتآكل، وتُستخدم هذه السبائك في مكونات مثل مقاعد الصمامات أو الأجزاء التي تتطلب مقاومة عالية للتآكل ودرجات الحرارة المرتفعة. لكنها أقل شيوعًا في محركات الصواريخ مقارنةً بالسبائك الأخرى.
الاعتبارات الرئيسية:
مقاومة إجهاد الحرارة: تتعرض وحدات محركات الصواريخ لدورات حرارية قاسية، ما يجعل سبائك مثل Inconel 718 وسلسلة CMSX مرغوبة للغاية بفضل مقاومتها الممتازة لإجهاد الحرارة.
مقاومة الأكسدة والتآكل: تُختار السبائك عالية الحرارة مثل Inconel وHastelloy لقدرتها الفائقة على مقاومة الأكسدة والتآكل في بيئة محركات الصواريخ القاسية.
نسبة القوة إلى الوزن: تُفضّل سبائك التيتانيوم في المكونات الهيكلية بفضل خفتها وقوتها، مما يساعد على تقليل الوزن الكلي للمحرك.
تجعل الخصائص المحددة لهذه السبائك — مثل القوة في درجات الحرارة العالية ومقاومة الأكسدة والإجهاد — منها عناصر أساسية لتلبية متطلبات الأداء العالية لوحدات محركات الصواريخ.
