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嘉峪檢測網(wǎng) 2019-09-16 21:27
航空制造是制造業(yè)中高新技術(shù)最集中的領(lǐng)域,屬于先進(jìn)制造技術(shù)。美國惠普公司研制的F119發(fā)動機(jī),通用電氣公司的F120發(fā)動機(jī),法國的SNECMA公司的M88-2發(fā)動機(jī),英國、德國、意大利和西班牙四國聯(lián)合研制的EJ200發(fā)動機(jī)。這些代表世界先進(jìn)水平的高性能航空發(fā)動機(jī),它們的共同特點是普遍采用了新材料、新工藝和新技術(shù)高溫合金是為了滿足噴氣發(fā)動機(jī)對材料的苛刻要求而研制的,至今已成為軍用和民用燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)熱端部件不可替代的一類關(guān)鍵材料。目前,在先進(jìn)的航空發(fā)動機(jī)中,高溫合金用量所占比例已高達(dá)50%以上。
高溫合金的發(fā)展與航空發(fā)動機(jī)的技術(shù)進(jìn)步密切相關(guān),尤其是發(fā)動機(jī)熱端部件渦輪盤、渦輪葉片材料和制造工藝是發(fā)動機(jī)發(fā)展的重要標(biāo)志。由于對材料的耐高溫性能和應(yīng)力承受能力提出很高要求,早期英國研制了Ni3(Al、Ti)強(qiáng)化的Nimonic80合金,用作渦輪噴氣發(fā)動機(jī)渦輪葉片材料,同時,又相繼發(fā)展了 Nimonic系列合金。美國開發(fā)了含鋁、鈦的彌散強(qiáng)化型鎳基合金,如普惠公司、GE公司和特殊金屬公司分別開發(fā)出的Inconel、Mar-M和 Udmit等合金系列。
在高溫合金發(fā)展過程中,制造工藝對合金的發(fā)展起著極大的推進(jìn)作用。由于真空熔煉技術(shù)的出現(xiàn),合金中有害雜質(zhì)和氣體的去除,特別是合金成分的精確控制,使高溫合金性能不斷提高。隨后,定向凝固、單晶生長、粉末冶金、機(jī)械合金化、陶瓷型芯、陶瓷過濾、等溫鍛造等新型工藝的研究成功,推動了高溫合金的迅猛發(fā)展。其中定向凝固技術(shù)最為突出,采用定向凝固工藝制出的定向、單晶合金,其使用溫度接近初熔點的90%。因此,目前各國先進(jìn)航空發(fā)動機(jī)葉片都采用定向、單晶合金制造渦輪葉片。從國際范圍來看,鎳基鑄造高溫合金已形成等軸晶、定向凝固柱晶和單晶合金體系。粉末高溫合金也由第一代650℃發(fā)展到750℃、850℃粉末渦輪盤和雙性能粉末盤,用于先進(jìn)高性能發(fā)動機(jī)。
我國高溫合金隨航空發(fā)動機(jī)的發(fā)展研制和生產(chǎn)需求而發(fā)展。我國高溫合金的創(chuàng)業(yè)和起步于20世紀(jì)70年代前,由于我國第一、二代發(fā)動機(jī)的需求,我國研制和發(fā)展了GH系列的變形高溫合金以及K 系列的鑄造高溫合金,同時發(fā)展了許多新的制造技術(shù),如真空熔煉和鑄造、空心葉片鑄造、等溫鍛造等。
70年代后,在高溫合金的研制中,我國引進(jìn)了歐美技術(shù),按國外的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行研制和生產(chǎn),對材料的純潔度和綜合性能提出了更高要求,研制了高性能變形高溫合金、鑄造高溫合金。尤其是 DZ系列的定向凝固柱晶合金和DD系列的單晶合金的研究與發(fā)展,使我國高溫合金在生產(chǎn)工藝技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量控制上了一個新臺階。
來源:材料基