太空金属——哪些金属在发射时足够坚韧?

当太空火箭起飞时，你得到的力量是相当大的，特别是在“最大空气动力压力”阶段，当火箭实际上推动通过地球的大气层。尽管有这些强大的力量，飞船的液体燃料系统必须保持在非常低的温度。相比之下，火箭的燃烧和排气部分必须达到极高的温度。此外，还要考虑到“氢脆”。

事实上，火箭的每个组件都必须非常轻，你可以看到有各种棘手的挑战来处理，特别是因为大多数金属的密度都很高。那么，哪些金属足够红，可以将火箭送入太空而不会解体、熔化或爆炸呢?

关于用来制造太空火箭的金属

高密度金属无法被制造得足够薄以达到它所需要的重量，而由高密度金属制成的部件不可避免地会很大。那么使用轻金属如铝、锂和镁怎么样?它们都以这样或那样的方式在太空中使用，但它们也有一个很大的缺点，即熔点很低——当金属在太空中过热时，这是不好的。

这些金属的化学反应也非常活跃，这意味着当它们与低温燃料或太空火箭排气排出的灼热气体接触时，它们的作用就像巧克力防火棒一样大。

陶瓷和陶瓷复合材料可以非常坚固和稳定。但它们也可能太脆弱，无法应对高机械负荷。最终，四种常见金属被证明具有制造太空火箭的特性，尽管它们的密度相对较高。我们说的是镍、钴、铁和铬。

埃隆·马斯克(Elon Musk)对太空火箭金属的看法

痴迷太空的埃隆·马斯克将用不锈钢建造他的星际飞船和相关的火箭助推器，他认为不锈钢比任何先进的碳纤维结构都要高。在他的世界里，不锈钢301是最好的解决方案，用于将火箭的结构元件与隔热罩结合起来。因为这种合金有很宽的温度范围，它可以用于任何温度，从零度以下的低温到超热1100 K。它实际上比铝和碳纤维的替代品性能更好，而且是最轻的选择。

火箭的大部分质量集中在推进剂罐周围，它可以承担承重责任。他们必须在极低的低温下处理中等压力，同时处理机械负载。火箭设计师通常使用加劲铝合金外壳来支撑重量，无论内部是否受压。铝2000系列是理想的，铝铜合金的混合。

在这些合金中，一种叫做CuAl2的化合物增加了强度。包括硅，锂，微量的锰，镁和钛，使合金更容易锻造和不太可能在压力下腐蚀。奇怪的是，它们在很低的温度下也有很高的抗拉强度。

太空火箭的管道和给水管道是由什么制成的?

即使在低温条件下，管道也需要高的延展性和强度。它们还必须能够承受沿着管道输送的液体。这就是氢脆产生的原因。火箭管由耐腐蚀的321不锈钢制成，含有大量的铬和镍。整个装置用少量钛来稳定。

最后，还有火箭的涡轮泵叶片和实际的机壳，都是由一种巧妙的钛合金制成的。

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