FGH91粉末高温合金与K418B铸造叶环热等静压扩散连接研究
2021-08-13罗学军马国君王旭青
罗学军,王 珏,赵 巍,马国君,武 丹,王旭青
1)中国航发北京航空材料研究院先进高温结构材料重点实验室,北京 100095
2)空军装备部驻北京地区第六代表室,北京 101300
整体叶盘(Blisk)是现代航空发动机一种新型结构,它将叶片和轮盘进行整体设计与制造[1-3]。为满足服役条件下不同部位对力学性能的特定要求,轮盘和叶片通常采用粉末高温合金和铸造高温合金组合实现[4-10]。整体叶盘结构早期主要用于小型涡轴发动机上,后来在大型涡扇发动机辅助动力装置(APU)、风扇、压气机系统中也得到快速推广应用[11]。美国通用汽车公司(DDA)分别将PA101粉末盘和MAR-M246叶环复合的整体叶盘用于Allision250型涡轴发动机及GMA500涡轴发动机;Garrett公司将Astroloy粉末盘和定向凝固MAR-M247叶片连接制造的双合金径流式涡轮用于能源部的AGT发动机;美国霍尼韦尔 (Honeywell)公司的某型APU在二级燃气涡轮上采用了双合金整体叶盘,其中涡轮盘采用LC Astroloy粉末高温合金,叶片环采用IN713LC铸造高温合金[12-14]。
热等静压(hot isostatic pressing,HIP)扩 散连接技术是制备整体叶盘的重要方法。罗学军等[15]采用“粉−固”方式进行了FGH95-K418B (与IN713LC相当)双合金热等静压复合工艺研究,实现了FGH95粉末高温合金和K418B铸造高温合金之间的可靠连接。廖宗博等[16]对K418B和FGH91(与LC Astroloy相当)双合金热等静压扩散连接开展了动力学模拟研究。贾建等[17]分别采用“粉−固”和“固−固”方式证实了FGH91-K418B两种合金进行热等静压扩散的可行性。目前我国采用“固−固”连接FGH91-K418B双合金整体叶盘已经进入到某辅助动力装置涡轮转子的初步应用阶段,但扩散连接技术及冶金结合仍需优化提升。……
