Chế tạo vỏ động cơ phóng tên lửa phòng không tầm thấp bằng thép hợp kim đặc biệt

Bài viết trình bày kết quả chế tạo chi tiết vỏ động cơ phóng tên lửa phòng không tầm thấp từ thép hợp kim mác 28X3CHMBФA theo tiêu chuẩn Nga (28Cr3SiNiMoWVA) do Viện Công nghệ/Bộ Công thương kết hợp Viện Công nghệ/TCCNQP chế tạo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Chế tạo vỏ động cơ phóng tên lửa phòng không tầm thấp bằng thép hợp kim đặc biệtCHẾ TẠO VỎ ĐỘNG CƠ PHÓNG TÊN LỬA PHÒNG KHÔNG TẦM THẤP BẰNG THÉP HỢP KIM ĐẶC BIỆT FABRICATION OF OUTER SHELL OF ROCKET ENGINE FROM SPECIAL ALLOY STEEL USED IN LOW-RANGE SURFACE-TO-AIR MISSILES NGUYỄN XUÂN PHƯƠNG1, LÊ ANH QUANG1, NGUYỄN TIẾN TÀI2, TRẦN NHƯ BIÊN2, PHÙNG TUẤN ANH3 1Viện Công nghệ, Tổng cục CNQP, Bộ Quốc phòng 2Viện Công nghệ, Bộ Công thương 3Khoa Cơ khí, Học viện Kỹ thuật Quân sự, Bộ Quốc phòngTóm tắt Bài báo trình bày kết quả chế tạo chi tiết vỏ động cơ phóng tên lửa phòng không tầm thấp từ thép hợp kim mác 28X3CHMBФA theo tiêu chuẩn Nga (28Cr3SiNiMoWVA) do Viện Công nghệ/Bộ Công thương kết hợp Viện Công nghệ/TCCNQP chế tạo. Chi tiết được gia công biến dạng qua hai bước dập vuốt nguội tạo phôi cốc từ phôi đĩa Ø154 3,5mm,độ cứng phôi đĩa ≤241HB, sau gia công biến dạng được ủ khử biến cứng ở nhiệt độ (720±10) oC. Chế độ xử lý nhiệt trước khi gia công cơ khí gồm nung tôi ở nhiệt độ (920±10) oC, giữ nhiệt 2h và nguội không khí hoặc dầu, ram ở nhiệt độ (280 360) oC, nguội không khí, chi tiết đạt độ cứng ≥45,5 HRC, giới hạn bền đạt ≥ 1570 MPa, độ dãn dài ≥ 6 %. Sản phẩm gia công hoàn chỉnh được nghiệm thu theo điều kiện kỹ thuật của sản phẩm bao gồm thử bền với áp suất thủy lực (205±5) MPa trong 30 giây không bị rò rỉ chất lỏng và thử phá hủy với áp suất thủy lực 230 MPa trong 30 giây. Chi tiết không bị phá hủy trong quá trình thử nghiệm. Các kết quả đạt được chứng minh sản phẩm chế tạo từ vật liệu được nghiên cứu chế tạo trong nước có thể thay thế vật liệu nhập ngoại.Từ khóa: Thép 28X3CHMBФA, vỏ động cơ phóng, dập vuốt nguội, xử lý nhiệt, hóa bền tiết phaphân tán.Abstract In this paper, the results in manufacturing outer shell of rocket engine of low-range surface- to-air missiles from steel 28Cr3SiNiMoWVA (28X3CHMBФA), which made by Institue of Technology/Ministry of National Defence and Research Institute of Technology for Machinery/ Ministry of Industry and Trade are reported. The cup-like blanks were formed by two-step cold deep drawing from disk-like blanks with dimension of Ø1543.5 mm and hardness less than 241 HB. After deformation, the blanks were recrystallization annealed at (720±10) oC. Before mechanical machining, the blanks were heat treated at (920±10) oC for 2 hours, cooled by quenching in oil or air cooled, then tempered at (280360) oC for 2 hours, air cooled. The blanks are reached the minimum hardness of 45.5 HRC, tensile strength of 1570 MPa, elongation of 6 %. After mechanical finishing process, the products were accepted with the following acceptance test procedure: strength testing with hydraulic pressure of 205±5 MPa for 30 seconds, products were not seeped liquid and fracture testing with hydraulic pressure of 230 MPa for 30 seconds, products were not fractured during test. The results demonstrated that products which made from indigenous material could replace imported material.Keywords: Steel 28Cr3SiNiMoWVA, outer shell of rocket engine, cold deep drawing, heattreatment, precipitation hardening.1. Đặt vấn đề Thép kết cấu hợp kim độ bền cao 28Х3СНМВФА theo tiêu chuẩn Nga thuộc nhóm thépmactenxit. Chúng thường được sử dụng với độ tin cậy cao trong điều kiện làm việc chịu tải trọngtĩnh chu kỳ. Đây là một trong những mác thép kết cấu chất lượng tốt. Thép này được dùng để chếtạo các chi tiết máy làm việc với các loại tải trọng khác nhau ở nhiệt độ cao. Trong quá trình xử lýnhiệt hóa già, trong thép hình thành các pha liên kim trên cơ sở Ni, Mo, V,... nhỏ mịn, phân tán đềutrên nền kim loại tạo nên hiệu ứng hóa bền phân tán [1,4]. Ứng dụng của thép hợp kim 28Х3СНМВФА dùng để tăng tuổi thọ cho các chi tiết, tiết kiệmkim loại, tăng năng suất, làm đơn giản sự thiết kế dẫn đến việc giải quyết các vấn đề về giá trịtrong tiến bộ kỹ thuật. Thép kết cấu hợp kim 28Х3СНМВФА có độ bền cao nhưng vẫn giữ được độdẻo và độ dai tốt. Chúng có tính chống biến dạng dẻo nhỏ tốt, kết hợp với tính chịu lạnh, tính chịunhiệt tính chống gỉ và tính ổn định kích thước. Nhờ những tính chất này mà thép 28Х3СНМВФАTạp chí Khoa học Công nghệ Hàng hải Số 51-8/2017 58được sử dụng nhiều để chế tạo các chi tiết sử dụng trong các lĩnh vực như chế tạo máy, côngnghiệp hàng không vũ trụ, thiết bị kỹ thuật đông lạnh và công nghiệp công cụ,… [2]. Chi tiết vỏ động cơ phóng (hình 1)được chế tạo từ thép 28Х3СНМВФА vừa có vai trò làbuồng đốt cho động cơ phóng vừa là phần thân chịu tải của khoang động cơ phóng. Một đầu củathân động cơ phóng được lắp với cụm loa phụt động cơ phóng, một đầu được gắn với cụm cánhổn định của tên lửa. Trong động cơ phóng có chứa thuốc phóng rắn, khi khởi động, thuốc phóngcháy, đẩy toàn bộ quả tên lửa ra khỏi ống phóng. Khi thuốc phóng cháy, nhiệt độ trong buồng đốtlên đến (17002000)oC và áp suất lên đến (140170) at. Chính vì vậy, vật liệu làm vỏ động cơphóng phải đảm bảo đáp ứng được các yêu cầu làm việc trong điều kiện khắc nghiệt [1,2]. Hình 1. Vỏ động cơ phóng [1,2] Phương án công nghệ được lựa chọn sử dụng để chế tạo chi tiết vỏ động cơ phóng tên lửaPKTT là dập vuốt biến mỏng thành từ phôi đĩa. Đây là phương án vừa đảm bảo tính liên tục củavật liệu, vừa biến được mỏng thành của chi tiết, độ bền vỏ động cơ phóng tăng mạnh, và do đó sẽlàm tăng khả năng chịu được áp suất cao khi thuốc phóng cháy.2. Thực nghiệm Hợp kim 28Х3СНМВФА theo tiêu chuẩn Nga ТУ 14-1-109-71 có thành phần hóa h ...