[发明专利]一种航天推进剂贮箱金属膜片用钛板

说明书

技术领域

本发明涉及一种航天推进剂贮箱金属膜片用钛板，具体涉及选用纯钛做为金属膜片的制备材料，并界定了此种金属膜片贮箱用钛板材的质量控制目标。

背景技术

航天推进剂贮箱是火箭、航天飞机、导弹等的重要部件，用于贮存、管理推进剂和承受全部的结构载荷。推进剂贮箱通常可分为非金属隔膜贮箱、金属膜片贮箱和表面张力贮箱三种。金属膜片贮箱作为一种适于空间工作的推进剂管理装置，具有轻质、长寿命、高可靠性、排放效率高等优点，并在飞行过程中可抑制液体推进剂的晃动，因此在经常变轨、姿态调整频繁、机动性强的航天器上应用最为广泛。我国已在神舟载人飞船推进分系统中使用了金属膜片贮箱。

金属膜片贮箱内无非金属材料，可实现推进剂特别是氧化剂的长期加注贮存。贮箱工作时，其金属膜片受增压气体的挤压而发生巨大的弹塑性变形，从上半球翻转到下半球，从而实现推进剂的输送。因此，贮箱膜片的有效稳定翻转是影响贮箱性能的关键。目前针对金属膜片贮箱的研制已成为热点，美国、俄罗斯在金属膜片设计和制造方面的研究一直处于领先地位。

钛合金由于具有较低的密度、良好的抗氧化性和耐腐蚀性、较高的比强度，与推进剂具有良好的相容性，及薄壁焊接较为容易等特点，使得钛合金成为制造推进剂贮箱的理想材料，而随着钛合金贮箱应用的更加广泛，针对钛合金贮箱的膜片材料的研究也越来越受到重视。

发明内容

本发明的目的在于提供一种航天推进剂贮箱金属膜片用钛板，其对纯钛中的杂质含量进行界定，通过适当的工艺生产出的板材其室温力学性能达到抗拉强度Rm≤330MPa、屈服强度Rp_0.2≤220MPa、断后伸长率A≥43%、断面收缩率Z≥60%、板材纵横向同性的要求，从而改善钛制膜片的翻转特性并提高其稳定性，避免发生多波失稳现象。

本发明的技术解决方案是：

一种航天推进剂贮箱金属膜片用钛板，其特殊之处在于，该钛板界定了纯钛材的杂质含量，以质量百分比具体为： O≤0.06%， Fe≤0.05%， C≤0.03%， N≤0.01%， H≤0.008%，其它杂质元素含量总和≤0.2%；通过适当的工艺生产出的成品，其室温力学性能达到抗拉强度Rm≤330MPa、屈服强度Rp_0.2≤220MPa、断后伸长率A≥43%、断面收缩率Z≥60%。

上述航天推进剂贮箱金属膜片用钛板，其特殊之处在于，所述钛板为热轧钛板，所述适当的工艺是指：轧制温度为700℃～800℃，火次变形量控制在50%～60%，成品板材退火温度650℃～750℃，保温时间为30min～90min，控制成品显微组织的平均晶粒尺寸在50～100μm之间。

上述航天推进剂贮箱金属膜片用钛板，其特殊之处在于，该钛板界定了纯钛材的杂质含量，以质量百分比具体为：O=0.05%，：Fe=0.05%， C=0.028%， N≤0.001%， H＜0.001%，其它杂质元素含量总和≤0.2%。

上述航天推进剂贮箱金属膜片用钛板，其特殊之处在于，该钛板界定了纯钛材的杂质含量，以质量百分比具体为： O=0.05%， Fe=0.05%， C=0.011%， N=0.006%， H＜0.001%，其它杂质元素含量总和≤0.2%。

上述航天推进剂贮箱金属膜片用钛板，其特殊之处在于，该钛板界定了纯钛材的杂质含量，以质量百分比具体为： O=0.05%， Fe=0.02%， C=0.016%， N=0.003%， H=0.002%，其它杂质元素含量总和≤0.2%。

上述航天推进剂贮箱金属膜片用钛板，其特殊之处在于，该钛板界定了纯钛材的杂质含量，以质量百分比具体为： O=0.04%， Fe=0.02%， C=0.006%， N=0.003%， H=0.001%，其它杂质元素含量总和≤0.2%。

上述航天推进剂贮箱金属膜片用钛板，其特殊之处在于，该钛板界定了纯钛材的杂质含量，以质量百分比具体为： O=0.052%， Fe=0.01%， C=0.009%， N=0.004%， H＜0.001%，其它杂质元素含量总和≤0.2%。

上述航天推进剂贮箱金属膜片用钛板，其特殊之处在于，该钛板界定了纯钛材的杂质含量，以质量百分比具体为： O=0.054%， Fe=0.01%， C=0.008%， N=0.002%， H＜0.001%，其它杂质元素含量总和≤0.2%。