应用于航空发动机,钛铝合金相比镍基合金有哪些优点?
1、这是钛铝合金首次用于航空发动机。此前,以钛铝合金为代表的金属间化合物的研究已经持续了30年,但进展缓慢。它最大的两个缺点,一是室温拉伸塑性低,加工困难;二是高温强度不足,使用温度范围有限。GE使用的4822合金并不完美,室温拉伸塑性小于2%。虽然优于其他金属间化合物,但与镍基合金相比还是太脆。
2、钛铝合金的优越性在于,它不仅具有轻质化的特点,还拥有高强度和高塑性。相比之下,美国GE公司曾研发的4822钛铝合金,尽管仅应用在部分发动机叶片上,就已显著减轻了重量,提升了燃油效率,减少了排放和噪音,对于波音787飞机的性能提升起到了关键作用。
3、以往,我国航空发动机核心部件依赖镍基合金,其耐高温能力仅在650℃-750℃,而陈光团队的钛铝合金不仅轻质,且强度和塑性大幅提升。美国GE公司的4822钛铝合金曾通过类似技术,成功为波音787发动机减重、节能并降低排放,影响显著。
4、纳米粒子的光学、热学、电学、磁学、力学以及化学方面的性质,均具有与传统块体材料不同的优势。中国在航空发动机材料获得的重大突破。这里主要是指性能优异的结构材料。我们都知道,航空发动机的核心部件材料是镍基合金。航空发动机材料需要耐高温材料。
5、弥散强化合金不需涂层即可用于制造耐1200°C的燃烧室。燃烧室用的材料均可用于制造加力燃烧室和尾喷管。制造涡轮叶片和涡轮盘的材料是影响发动机性能的重要材料。适宜于制造涡轮叶片的材料有铸造镍基合金。现代试验型发动机的涡轮进口温度已达到1650°C,更高的要求达到1930°C。
钨元素耐高温比铼强的多,为何国产航空发动机叶片不用钨呢?
1、但航空发动机还要考虑其它方面的要求,所以铼在发动机叶片中的含量也不会超过6%,而且钨也是航空发动机叶片的材料之一,只是含量不如铼高而已。
2、它比钻石更难以获取。根据美国地质调查局报告,全球探明的铼储量仅为2500吨左右,铼的价格跟白金的价格相仿,一克大概需要两三百块钱。然而直到上世纪末,中国并没有发现铼金属,也应此缺少对含铼高温合金和单晶叶片铸造技术的相关研究。
3、可见铼的密度比钨高,熔点比钨低200度左右。块状铼金属为银白色,原子排列为六方密堆积晶体结构,化学性质非常稳定,耐酸性强,即使王水在室温下也不能溶解。铼是1925年发现的元素,也是最后发现的稳定元素。
4、钨:由于其极高的熔点、巨大的硬度、极低的蒸气压、较小的蒸发速度以及稳定的化学性质,钨及其与其他难熔金属(如钽、铌、钼、铼)的合金在航空和火箭技术中得到广泛应用,用作热强材料,也用于制造要求高热强度的机器零件、发动机和仪器。
中国航空发动机材料获重大突破,新材料是什么样的?有何好处?
1、航空发动机材料需要耐高温材料。我国在航空发动机领域所取得的这项突破,来自于南京理工大学材料评价与设计教育部工程研究中心陈光教授团队。陈教授团队所设计出来的这种新材料,是聚片双晶钛铝单晶。这种新材料的强度、塑性大大增强,它的耐高温能力更是达到900℃以上。
2、中国航空发动机材料取得重大突破,强度质量超越美国南京理工大学陈光教授团队研发的新型钛铝合金叶片,其承温能力已突破900℃,相较于当前的镍基合金提高了150℃-250℃,这一成果已在国际顶级期刊《自然材料》上发表。这一材料革新具有里程碑意义,展现了我国原创科研的卓越成就。
3、南京理工大学陈光教授团队在国家973计划的支持下,经过长期研究,在航空航天新材料钛铝合金方面取得了突破性进展。相关成果在《自然材料》网上发表。其室温拉伸塑性、屈服强度、高温抗蠕变性、高温承载能力等关键性能指标均处于世界领先地位,比美国同类材料高出1-2个数量级。
飞机的发动机是用什么材料做成的
1、主要应用位置:碳碳复合材料如果能够解决表面以及界面在中温时的氧化问题,并能在制备时提高致密化速度,并降低成本,则有望在航空发动机中得到大量的实际应用。
2、民用飞机的机体内部框架结构是其主要受力件,材料主要是钛合金、高强度结构钢;机翼内部受力轴材料是30CrMnSiNi2A,机翼外部蒙皮是铝合金或复合材料(飞机复合材料的使用量是衡量飞机先进性的一个总要标志);发动机主要材料是钛合金、耐高温合金钢;机载设备主要由不锈钢、铝合金等材料组成。
3、发动机部件主要金属材料制造 现在的飞机发动机绝大部分还是用金属多,特别是特种金属。现在马氏钢用得多,许多发动机,包括飞机、火箭的外壳是由特种钢做的。而特种钢,我们已经开发出了又便宜性能又好的中国D&P特种钢。另外也有很多钛合金用于做飞机发动机叶片。
4、我们都知道,航空发动机的核心部件材料是镍基合金。航空发动机材料需要耐高温材料。我国在航空发动机领域所取得的这项突破,来自于南京理工大学材料评价与设计教育部工程研究中心陈光教授团队。陈教授团队所设计出来的这种新材料,是聚片双晶钛铝单晶。
5、飞机发动机的温度高达2000多度。一般的材料是不行的。只有钛钨钼合金才能胜任。飞机发动机装在飞机上时,用石棉布隔热,石棉是良好的隔热材料。把石棉做成板或做成布,把发动机包起来。发达的国家用强化石膏,陶瓷做隔热材料。我国已经用复合材料隔热(一层籽饰粉,一层钛钨合金板压制成型材)。