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嘉峪檢測網(wǎng) 2019-09-16 21:27
航空制造是制造業(yè)中高新技術最集中的領域,屬于先進制造技術。美國惠普公司研制的F119發(fā)動機,通用電氣公司的F120發(fā)動機,法國的SNECMA公司的M88-2發(fā)動機,英國、德國、意大利和西班牙四國聯(lián)合研制的EJ200發(fā)動機。這些代表世界先進水平的高性能航空發(fā)動機,它們的共同特點是普遍采用了新材料、新工藝和新技術高溫合金是為了滿足噴氣發(fā)動機對材料的苛刻要求而研制的,至今已成為軍用和民用燃氣渦輪發(fā)動機熱端部件不可替代的一類關鍵材料。目前,在先進的航空發(fā)動機中,高溫合金用量所占比例已高達50%以上。
高溫合金的發(fā)展與航空發(fā)動機的技術進步密切相關,尤其是發(fā)動機熱端部件渦輪盤、渦輪葉片材料和制造工藝是發(fā)動機發(fā)展的重要標志。由于對材料的耐高溫性能和應力承受能力提出很高要求,早期英國研制了Ni3(Al、Ti)強化的Nimonic80合金,用作渦輪噴氣發(fā)動機渦輪葉片材料,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)展起著極大的推進作用。由于真空熔煉技術的出現(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,目前各國先進航空發(fā)動機葉片都采用定向、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,用于先進高性能發(fā)動機。

我國高溫合金隨航空發(fā)動機的發(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70年代前,由于我國第一、二代發(fā)動機的需求,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,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,我國引進了歐美技術,按國外的技術標準進行研制和生產(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)工藝技術和產(chǎn)品質(zhì)量控制上了一個新臺階。

來源:材料基