航空发动机用高温合金及其制备技术
2021-06-22毕中南
大飞机 2021年3期
毕中南


航空发动机是现代工业皇冠上的明珠,可以衡量一个国家的综合技术实力。在燃气涡轮式航空发动机中,高温合金用量通常占到发动机总重量的40%以上,因而高温合金被誉为“现代航空发动机的基石”。决定发动机整机性能、可靠性和安全性的关键热端部件,如涡轮盘、叶片、燃烧室等均主要采用高温合金制造。
高温合金是以金属镍、铁、钴元素为基,能在600℃以上的高温下承受一定应力长期工作,并具有优异抗氧化、抗腐蚀能力的一类先进结构材料。高温合金多具有较高的合金化程度,虽然性能优异但制备难度较大,欧美也称其为超级合金。如剑桥大学材料学家R.W.Cahn教授所述:“高温合金结合并利用了现代物理冶金学和冶金工艺的所有资源,显示了人类为实现极富挑战性的目标而做出的卓越成就。”
按照主要工艺路线,高温合金可分为变形高温合金、铸造高温合金、粉末高温合金三大类。本文针对这三类高温合金材料,连同共性技术、新材料与新工艺,分别介绍航空发动机用高温合金及其制备技术的发展趋势。
变形高温合金:急需解决“脏白斑”问题
变形高温合金是指通过特种冶炼技术制备成铸锭,然后通过锻造、轧制、挤压等方式加工变形成材的一类高温合金材料。产品类型包括板、管、丝、带、盘环锻件等。变形高温合金在整个高温合金的产量中占比70%以上,产品种类也相对最多,在航空发动机里可用于制造盘轴、机匣、燃烧室、紧固件等多种零件。……
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