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國內(nèi)900度鈦鋁合金研成:助航空發(fā)動機提升

發(fā)布時間:2019-12-11 10:30:32 作者:錦鋁工業(yè)鋁型材 瀏覽次數(shù):

  【上海錦鋁】國內(nèi)太行發(fā)動機,航空發(fā)動機發(fā)展很大程度上借助材質(zhì)發(fā)展

  近期有消息說我國有關(guān)單位已經(jīng)研制成功全新一代鈦鋁合金。這種鋁合金能夠耐受900度左右高溫,可以用于國內(nèi)航空發(fā)動機,有效提升國內(nèi)航空發(fā)動機性能參數(shù)。

  鈦鋁合金具備較好的延展性,材質(zhì)強度高,高溫環(huán)境下抗蠕變好。主要運用在航空發(fā)動機壓氣機葉片和低壓渦輪等方面,新型鈦鋁合金研制成功,為國內(nèi)航空發(fā)動機提升推重比打下了堅固的基礎。

  國內(nèi)材質(zhì)發(fā)展為國內(nèi)航空發(fā)動機提升提供了物質(zhì)基礎

  眾所周知,航空發(fā)動機從原理上屬于熱機,它利用熱能加熱空氣,后者受熱膨脹將熱能轉(zhuǎn)化為動能。因此航空發(fā)動機能量來源于進/排氣溫度差,后者就是我們常說的(高壓)渦輪前溫度,在技術(shù)條件相當情況下,渦輪前溫度越高,發(fā)動機推力越大。不過這樣就會產(chǎn)生一個問題,那就是渦輪前溫度增加,發(fā)動機內(nèi)部環(huán)境也會增加,這樣就對發(fā)動機部件提出了更高要求。

  另外一方面,航空發(fā)動機又是飛機*主要系統(tǒng),它的重量直接決定著飛機結(jié)構(gòu)重量。根據(jù)有關(guān)資料,航空發(fā)動機增加1公斤,飛機結(jié)構(gòu)可能會增加2公斤左右。因此航空發(fā)動機發(fā)展趨勢就是推力越來越大,重量越來越輕,具體表現(xiàn)就是發(fā)動機推重比越來越高?,F(xiàn)代航空發(fā)動機推重比已經(jīng)超過10,并且還在向上提升。

  航空發(fā)動機高壓壓氣機葉片

  目前航空發(fā)動機壓氣機和低壓渦輪廣泛采用高溫合金是鎳基高溫合金。它在600-1000度范圍之內(nèi)具備較高的強度和抗腐蝕能力,不過缺點就是重量相對較大,從而增加了發(fā)動機整體重量,而發(fā)動機整體重量增加又會讓飛機結(jié)構(gòu)重量進一步增加,所以各國和地區(qū)航空發(fā)動機技術(shù)人員希望采用全新一代高溫合金替代鎳基合金,這就是全新一代耐高溫鈦鋁合金。

  此前鈦鋁合金已經(jīng)在航空發(fā)動機上面得到運用,但是早期鈦鋁合金在工作溫度超過600度之后,各方面性能參數(shù)就會迅速下降,無法滿足航空發(fā)動機運轉(zhuǎn)需要。因此上世紀90年代之后發(fā)達國家投入大量資源用于提升鈦鋁合金工作溫度,經(jīng)過努力取得了技術(shù)突破,研制成功工作溫度超過900度鈦鋁合金,并且進入實用。例如全新一代客機發(fā)動機LEAP就采用了鈦鋁合金葉片,新葉片重量比原來采用鎳基高溫合金葉片降低50%,可以說效果顯著。

  國內(nèi)鈦鋁合金一體成型葉片

  中國有關(guān)單位也非常重視鈦鋁合金在航空發(fā)動機領域運用,上世紀90年代國內(nèi)鈦鋁合金工作溫度已經(jīng)提升到550度,進入新世紀國內(nèi)鈦鋁合金再接再厲突破600度大關(guān),前面說過國內(nèi)外材質(zhì)界普遍認為這個指標是鈦鋁合金“熱障溫度”,在這個溫度之下鈦鋁合金各方面性能參數(shù)較好,但是超過這個溫度各種方面性能參數(shù)變差。為了提升國內(nèi)航空發(fā)動機性能參數(shù),國內(nèi)有關(guān)單位著手研制耐溫度性能參數(shù)更好的鈦鋁合金,經(jīng)過努力,有關(guān)單位突破一系列技術(shù)難關(guān),研制成功能夠耐受900度高溫的鈦鋁合金,某些性能參數(shù)甚至要比發(fā)達國家同類型材質(zhì)還要好,例如在室溫塑性上相對于美國單晶合金材料的2%還要高上4.9%,這種新材料誕生也為國內(nèi)航空發(fā)動機技術(shù)升級打下了堅固的基礎。

  國內(nèi)航空發(fā)動機正在不斷向前邁進

  【上海錦鋁金屬】航空發(fā)動機作為現(xiàn)代工業(yè)革命尖端,集中了諸多技術(shù)領域*高技術(shù)成果。因此航空發(fā)動機技術(shù)進步需要長期、大量探索和攻關(guān),因此國內(nèi)材質(zhì)、工藝等領域技術(shù)進步,正在不斷推動國內(nèi)航空發(fā)動機向前邁進。