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低温阀对材料的特殊要求

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2014-05-20 10:48:48   评论:0 点击:
低温阀具有面心立方结构的金属,如铜,铝,镍和奥氏体类钢基本上没有这种温度效应,即没有低应力脆断.
          随着新型氢氧研制的深入,对于火箭发动机氢氧温区用的低温阀门也提出了更多要求,尤其是对阀门口径的要求越来越大,其中液氢温区用的低温截止阀已达到DN250,液氧温区已达DN200 (以上口径是针对截止阀,球阀口径已达到DN300)。在航天领域作为流体输送及切断用途而广泛使用的阀门主要有截止阀和球阀。
  由于低温阀工作介质的低温性质,使低温阀门对材料有许多特殊要求。低温阀具有面心立方结构的金属,如铜、铝、镍和奥氏体类钢基本上没有这种温度效应,即没有低应力脆断。这是因为当温度降低时,面心立方金属的屈服强度没有显著变化,而且不易产生形变孪晶,位错容易运动,局部应力易于松弛,裂纹不易传播,一般没有脆性转变温度。
  低温阀是一种在温度等于或低于120 K的介质中工作的阀门。低温阀除了应满足一般阀门所具备性能之外,更主要的是在低温状态下保证密封面的封性能,动作灵活,漏热低等特点,而其关键技术对漏热的要求。因此根据绝热方式的不同,其结构要有堆积绝热式、高真空绝热、真空粉末绝热和高空多层绝热等多种形式。
  低温阀不仅要求在低温下保证正常工作,同时要保证其常温的工作机械性能,也要满足低温下所需的机械性能,尤其是冲击功和相对延伸率的要求。为了防止材料在低温下的低应力脆断,一般多采用奥氏体组织的材料,如:奥氏体不锈钢铸件、铜、铜合金、铝及铝合金等。这是因为经过对低应力脆性断裂特点研究,对金属断裂机理进行分析发现,金属的低温韧性即缺口尖端处的金属微观塑性变形能力是决定设备抵抗应力脆断破坏的关键。
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