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1、制造技术研究航天制造技术制造技术研究材料与航天煤油相容性试验研究余锋李娟娟岳兵尹文辉(北京宇航系统工程研究所，北京100076)摘要：为适应液氧煤油火箭研制材料选择需要，对材料与航天煤油相容性进行了试验研究。分别测试了金属材料质量、抗拉强度、腐蚀率、金相，非金属材料体积溶胀、质量、硬度及煤油外观、成分、酸值、胶质、电导率、机械杂质，对测试结果进行综合分析后，可以得到：不锈钢F151、不锈弹簧钢丝1Cr18Ni9Ti、铝青铜QAL9-4、弹性合金3J1、氟塑料Fs-46、氟塑料Fs-3与航天煤油为1级相容。关
2、键词：材料；煤油；相容性ExperimentalStudyontheCompatibilityofMaterialwithKeroseneYuFengLijuanjuanYueBingYinWenhui(BeijingInstituteofAerospaceSystemsEngineering,Beijng100076)Abstract：ForthematerialchoiceoftheLO2-kerosenerocketmanufacture,thecompatibilityexperimentofmat
3、erialwithkerosenewascarryiedout.Intheexperiment,somecapabilitiesweremeasuredonmass,tensilestrength,corrosionrate,metallographicstructureofmetal,volume,mass,rigidityofnonmetalandaspect,component,acidvolume,colloid,conductance,mechanicalimpurityofkerosene.Fr
4、omtheintegratedanalysisofthosecapabilities,aconclusionwasobtainedthatthecompatibilityisacceptableofkerosenewithsteelF151,steelwire1Cr18Ni9Ti,alloyQAL-4,alloy3J1,Fs-46,Fs-3.Keywords：material；kerosene；compatibility1引言系统产品设计时提供合适的材料选择。航天煤油是运载火箭常用推进剂之一，美国的2试验“
5、宇宙神”、“大力神I”、“土星V”及俄罗斯的“东方号”、“联盟号”[1]都曾使用了煤油作为推进2.1试验材料剂，在国内，煤油作为运载火箭推进剂还是首次使用。试验金属材料有不锈钢F151、不锈弹簧钢丝在火箭生产、运输、贮存及使用过程中，航天煤油对1Cr18Ni9Ti、铝青铜QAL9-4及弹性合金3J1，非金属与其接触的各种材料均有一定的物理和化学作用，如材料有氟塑料Fs-46及氟塑料Fs-3，试验煤油为液体对金属材料的腐蚀、对非金属材料的溶胀等。另外，火箭发动机用煤油。金属及非金属材料与煤油的接触也会对煤油化
6、学成2.2测试项目分、物、理化性能及使用性能产生一定的影响。为此，材料与航天煤油是否相容，一方面要考虑长时间需对材料与航天煤油的相容性进行试验分析，为动力接触后煤油对材料性能是否有影响，另一方面也要考作者简介：余锋（1978-），博士，机械设计专业；研究方向：箭体阀门设计。收稿日期：2013-04-2817制造技术研究2013年6月第3期虑材料与煤油接触后是否对煤油有影响。为此，材料与气、液相煤油接触不同时间下的质量变化率。从图与航天煤油相容性测试内容包括：试验前后金属材料中可以看出，金属材料与煤油接触后质
7、量基本没有变质量变化、拉伸强度及屈服强度变化、表面腐蚀情况；化，变化范围基本在0.006%以内，不锈弹簧钢丝试验前后非金属材料体积变化、质量变化、硬度变化；1Cr18Ni9Ti与气相煤油接触后质量变化稍大些，但最航天煤油外观变化、化学成分变化、酸值变化、实际大质量变化也只有0.0197%。胶质变化、电导率变化、机械杂质变化等。航天煤油3.2抗拉强度变化分析化学成分、胶质、电导率分别由气质联用组成分析仪、金属材料与煤油接触抗拉强度试验方法、步骤与胶质测试仪、电导率测试仪进行测试，航天煤油酸度、质量试验基本相同
8、，拉伸强度由AG-I250kN岛津万能机械杂质分别由氢氧化钾乙醇滴定法、滤膜过滤法进材料试验机测得。图2为金属材料与气、液相煤油接行测试。触不同时间下拉伸强度变化率，从图中可以看出，不2.3试验要求锈钢F151与气、液相煤油接触后拉伸强度变化不大，箭上动力系统产品与煤油接触方式有两种，一种最大不超过1%。不锈钢弹簧丝1Cr18Ni9Ti及铝青铜是与液体煤油接触，一种是与煤油蒸汽接触，为充分QAL9-4与气相煤油接
