低功率氮氢电弧加热发动机非平衡数值模拟

文章对低功率氮氢电弧加热发动机进行了双温度化学非平衡数值模拟研究,模型中包含总的能量方程和电子能量方程,等离子体组分包括分子、原子、离子和电子等7个组分,采用的化学动力学模型中包含了氮氢组分解离、电离等重要的动力学过程,气体的物性根据当地的组分和温度实时计算。通过计算获得了发动机内部气体温度及各组分数密度分布。结果表明,发动机轴线附近等离子体接近热力学平衡,而在发动机阳极壁面电弧贴附区域等离子体明显偏离热力学平衡;计算获得的组分分布表明电弧加热发动机内存在反混合过程,即发动机内各组分分布与入口浓度分布明显不同。氢组分由发动机中心到阳极壁面沿径向呈现先减小后增大的趋势;而氮组分的浓度分布趋势与氢组分相反;进一步的分析表明,发动机内各组分的扩散主要受到气体解离和电离过程引起的浓度梯度所驱动。     

氮碳共渗、淬火、时效复合强化工艺的应用

采用920±10℃渗碳后重新加热淬火回火小尺寸、复杂形状零件,由于处理温度高、零件变形量大,因此废品率高。改用AC_1以下氮碳共渗、淬火、时效复合强化处理工艺后,由于处理温度低,相变仅发生于表面,零件变形量均在0.02以下,渗层高硬度层厚度增加,梯度平缓,无硬度突变现象,具有耐磨、耐蚀、抗咬合、和低磨擦系数等优良性能。     

镀银层黑斑的生成及克服措施

黄铜或锌白铜零件的镀银层,经热风吹干或180℃烘干15分钟后,或不经热风吹干或高温烘干而存放2～3天后,镀层表面会冒出黑色斑点,造成损失。经电子探针X射线显微分析并判断,黑斑的产生是由于黄铜、锌白铜的偏析富锌区在镀前三酸光亮退蚀过程中会析出不溶于水的单质硫,单质硫粘附在基体表面,镀后与银反应,形成黑色Ag2s所致。但是,不含硫酸的光亮腐蚀溶液酸洗出的零件表面不光亮,为此,通过实验选出合理的硫酸含量,使其既能起到对零件抛光及延长溶液寿命的作用,又不会导致零件表面有游离硫产生。同时,为稳定硝酸在溶液中的浓度,在每班生产操作前要补充适量硝酸。     

小推力、长时间工作的固体火箭发动机长喷管烧蚀、冲刷和隔热的试验研究

本文简要地叙述了小推力、长时间工作的固体火箭发动机长喷管的烧蚀、冲刷和隔热问题的试验研究工作。对研制过程中所遇到的不同材料在高温下的热膨胀及喷管穿火和喉部烧蚀、冲刷等问题进行了探讨。着重指出:对烧蚀、隔热采用的不同材料在结构上必须考虑高温下的热膨胀补偿及气体挥发份的逸出;整体钨渗铜喉衬入口处形成的“烧蚀台阶”造成该处流场的严重扰动,是导致喷管穿火的重要因素。另外,对造成钨渗铜喉部烧蚀、冲刷的各种因素进行了分析,认为含有大量固体微粒(A1_2O_3)的高温高压高速燃气流对喉部壁的机械冲刷是主要原因。为此,正确选择整体钨渗铜喉衬内型面结构参数以减小燃气流对喉部的机械冲刷作用是解决喉部烧蚀、冲刷的关键。 试验结果表明,采取相应的改进措施后,目前的长喷管设计是成功的。     

钛及其合金上直接电镀工艺研究

工业纯钛及钛合金上直接电镀的难点在于其对氧、氮等气体的亲和力很强,其表面极易形成一层致密而且稳定的氧化膜,且其在大多数介质中的钝化电位比铬、不锈钢等金属更负。为此研究了钛合金镀前的浸蚀工艺和活化工艺,研究了浸蚀液和活化液的组成及其对镀层结合力和粗糙度的影响。用XPS和XRD测定结果表明,经活化处理后钛基表面形成TiH_2活性膜,这种膜可以防止活性钛基再氧化并有利于提高镀层结合力。测试证明:采用本工艺所得镀层经常规、加热、冷热交变等试验,均无鼓泡、剥落等现象,表面粗糙度保持原有等级。     

渗层深度与钢表面碳吸收速率的数学模型

本文研究了在渗碳过程中钢表面碳浓度和其中碳浓度分布的影响因素并给出了予测其表面碳吸收速率的扩散方程。通过计算证明:碳表面吸收速率和渗碳时间的关系,在双对数坐标图中接近于直线,其斜率和截距取决于渗碳气氛、碳势和渗碳深度。这些双对数直线关系对于研究渗碳过程具有重要意义。     

表面织构化–等离子表面渗铬复合处理对TA2纯钛耐磨性的影响

为改善TA2纯钛耐磨损性能,采用激光表面织构化–双辉等离子表面合金化复合处理技术在TA2表面制备铬改性层,并探究复合处理试样在室温和600℃温度下的摩擦学行为。结果表明,等离子合金化技术可在均匀的圆形织构单元表面上制备连续、致密的铬层,铬层厚度为55μm,主要由固溶体和CrTi、Cr₂Ti化合物相构成。渗铬处理显著提高了TA2的表面硬度;在室温和600℃条件下,表面织构化–等离子表面渗铬复合处理显著提高了TA2的耐磨性。就磨损失重而言,在室温和高温条件下,复合处理试样相对于TA2基体分别降低了77.2%和75%。