ДЕЙСТВИЕ ГОРЯЧИХ ГАЗОВ НА ВОЛЬФРАМ

Было показано, что водород и азот до 3000⁰С (3273К) с вольфрамом не реагируют. Оксид алюминия, который имеется в продуктах сгорания

твердого топлива, способствует повышению уноса, хотя и незначительно.

Соляная кислота HCl почти не реагирует с вольфрамом. Но HCl+AL₂O₃вместе оказывают сильное эрозионное воздействие на вольфрам, а в присутствии CO₂эрозия возрастает еще в 2,5 раза.

Скорость эрозии в присутствии водяного пара возрастает с повышением его давления по реакции:

Присутствие CO₂ в водяном паре способствует повышению эрозии примерно на 20%. Окись углерода COпри температуре 2500⁰С (2773 К) образует карбиды, которые имеют температуру плавления ниже 3000⁰С, предполагается образование еще более легкоплавкой фазы, очевидно, эвтектики W+W₂C.

Проплавы на испытуемых образцах наблюдались при температуре 3150⁰С. Это очень опасно при работе РДТТ на смесевых топливах.

При испытании отечественных двигателей градиент температуры составляет примерно 1000 град/с на второй секунде испытаний и на поверхности образца, а на глубине 7мм в это же время - 300град/с. По мнению члена-корреспондента АН СССР Е. М. Савицкого, главную роль при работе вольфрамовых вкладышей критического сечения играет термостойкость. С введением присадок в вольфрам в виде трудно испаряющихся оксидовAl₂O₃, SiO₂, ThO₂ и других, температура начала рекристаллизации повышается, а скорость ее замедляется.

Воздействие присадок, например, оксида тория, идет в двух направлениях:

- ThO₂, располагаясь между зернами W, затрудняет образование новых кристаллов и рост уже существующих;

- приобретаемые при ковке вольфрама механические свойства сохраняются в более широком интервалетемператур.

При такой структуре вольфрам более прочен и формоустойчив в области очень высоких температур. Можно применять также комбинированную кремне-ториевую присадку. Оксиды кальция, железа и молибдена в качестве присадок должны быть количественно ограничены, т.к. снижают вышеуказанные характеристики.

Ниже будет рассмотрено применение вольфрама для конкретных узлов и деталей двигателей на твердом топливе [43, 45, 47].