说说这个圆盘的制造难度吧(图)?
此乃喷气式发动机的关键部件-涡轮盘(高温涡轮叶片盘),从图中看,是采用了粉末冶金高温合金技术制造的。
高温涡轮叶片盘位于喷气发动机燃烧室后的第一组,直接面对燃烧室产生的高温高压气体,是驱动整个发动机自主运行的最关键的零部件,必须具备极好的耐高温、耐高压、耐疲劳性能。
作为高性能发动机最关键部件之一的涡轮盘,其材料和制造技术始终受到国内外航空工程界的特别关注。作为航空发动机中最关键的热端部件,涡轮盘在工作中承受着高温和高应力的叠加作用,工作条件极为苛刻,随着航空发动机推重比/功重比的提高,对涡轮盘提出了更高的要求。 而粉末高温合金具有综合力学性能优异、冷热工艺性能好等优点,已成为先进的...全部
此乃喷气式发动机的关键部件-涡轮盘(高温涡轮叶片盘),从图中看,是采用了粉末冶金高温合金技术制造的。
高温涡轮叶片盘位于喷气发动机燃烧室后的第一组,直接面对燃烧室产生的高温高压气体,是驱动整个发动机自主运行的最关键的零部件,必须具备极好的耐高温、耐高压、耐疲劳性能。
作为高性能发动机最关键部件之一的涡轮盘,其材料和制造技术始终受到国内外航空工程界的特别关注。作为航空发动机中最关键的热端部件,涡轮盘在工作中承受着高温和高应力的叠加作用,工作条件极为苛刻,随着航空发动机推重比/功重比的提高,对涡轮盘提出了更高的要求。
而粉末高温合金具有综合力学性能优异、冷热工艺性能好等优点,已成为先进的航空发动机涡轮盘不可或缺的关键材料。
涡轮盘是航空发动机的核心部件,其制造难度很高,被称为航空发动机的“皇冠”。据了解,以前涡轮盘的制造采用的是铸锭—锻造技术,但随着航空发动机的发展,高温合金材料的使用越来越广泛,如果用传统的锻造技术,一方面加工比较困难;另一方面,由于高温合金成分比较复杂,铸锭—锻造方式会造成偏析,无法保证材料的可靠性。
因此,将高温合金生成粉末,再通过热等静压、挤压、超塑性等温锻造等加工制造成涡轮盘的方法——粉末涡轮盘材料技术,成为航空发动机领域的主流选择,而我国最近所取得的突破正是这方面。
粉末冶金高温合金英文名称为:powder metallurgy superalloy,P/M superalloy, 是通过粉末冶金工艺制成的一类难变形高温合金。
其主要工艺包括粉末制备、热等静压、挤压、锻造、模锻等。应该说这是一项世界级难度的制造工艺。
粉末冶金高温合金通常按合金强化方式分为弥散强化型和沉淀强化型两类。弥散强化型高温合金是用惰性氧化物来强化的,这种氧化物的物理和化学性能高度稳定,在一般沉淀强化相软化、聚集甚至溶解的温度下,仍保持相当高的强化效果。
由于这种惰性氧化物必须弥散均匀分布才有强化效果,且它与基体合金比重相差悬殊,无法用常规的熔炼工艺来生产,而只能采用粉末冶金方法。弥散强化高温合金除了用内氧化、化学共沉淀、选择性还原等方法制取外,1970年美国的J。
S。本杰明又首次用机械合金化新工艺制成了用氧化钇弥散强化的高温合金。机械合金化是用金属粉或中间合金粉与氧化物弥散相混合,在高能球磨机中球磨,使粉末反复焊合、破碎,从而使每一颗粉末成为“显微合金”颗粒。
这种新的工艺方法可以制造成分十分复杂的弥散强化高温合金。
用粉末冶金工艺制取的高温合金。现代喷气推进技术的发展,对高温合金工作温度及性能的要求日益提高。用变形工艺和铸造工艺制备高合金化的高温合金,由于铸锭偏析严重、加工性能差和成形困难,已不能满足要求。
而采用粉末冶金工艺,由于粉末颗粒细小,凝固速度快,合金成分均匀,因而产品没有宏观偏析,性能稳定,加工性能良好,而且可以进一步提高合金化程度。在粉末冶金技术中采用热等静压直接成形或用超塑性等温锻造成接近制品尺寸的工艺,还可以提高金属利用率,减少机械加工量,从而降低成本。
粉末冶金技术的缺点是金属粉末易于氧化和污染,工艺要求严格。按合金强化方式可分为沉淀强化型和氧化物弥散强化型两类(见金属的强化)。
沉淀强化型粉末高温合金 60年代初,美国开始用普通粉末冶金工艺制取高温合金,未能成功。
60年代末,改用惰性气体(或真空)雾化制取预合金粉,并采用热等静压、热挤压和超塑性等温锻造等现代粉末冶金工艺,制成了高温合金。英、美等国研制成的几种粉末高温合金,已用于制造高推重比(推力/重量)发动机的高压压气机盘和涡轮盘。
美国用快速凝固制粉工艺制成的新合金已加工成为气冷涡轮叶片,正在试用。图1所示为用高温合金粉末制造的涡轮盘。
至于与老美相比的数值?是哪种型号的发动机可供共同参考呢?没有可比性。你这么想:英美已在军用喷气发动机和大型民用发动机中广泛应用、批量生产,而我们在这项技术方面仅仅才开始起步,差距就可想而知了。
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