不断打破国外垄断 中国航空发动机关键零件
在河北廊坊科技园,一款为无人机和商务机而设计的航空发动机正在进行150小时试车,考核发动机在各种状态下技术性能和可靠性及寿命等综合指标。
工程热物理所轻型动力实验室实任徐纲:这一款涡扇发动机它的耗油率、寿命指标都达到了水平,国内也是个空白,所有的零件都是自主设计、自主生产,尤其是像里面的高温的单晶涡轮叶片,实际上就是可以说发动机里面加工的难点中的难点。
在1700度的高温之下,普通金属是不够耐热的。生产单晶叶片,就一定离不开一种珍贵的稀有金属-铼。
深圳市莱雷科技发展有限公司提供的手持式xrf合金分析仪器可以在2秒内测出单晶涡轮叶片是否含铼,含量是否达标。
航空发动机早期采用铝合金、镁合金、高强度钢和不锈钢等制造;后期为适应增加发动机推力、提高飞机飞行速度的需要,钛合金、高温合金和复合材料相继得到应用。
活塞式航空发动机
汽缸一般用强度达 1000 兆帕(约100公斤/毫米)的中碳铬-钼-铝钢制做,以便表面渗氮,提高耐磨性和耐蚀性。
活塞用强度为300兆帕(约30公斤/毫米)的锻造铝合金制作,再嵌装上合金铸铁涨圈,起耐磨和封严的作用。
联杆和曲轴用优质的铬-镍合金钢制造,有耐磨要求的部位还经过渗碳或氮化处理。
涡轮喷气发动机压气机
涡轮喷气发动机压气机的零部件工作温度一般低于650℃,要求用比强度和疲劳强度高、抗冲击和耐腐蚀的材料制造。
离心式压气机的叶轮使用高强度铝合金。
轴流式压气机的前风扇叶片用钛合金。
低压转子的轮盘和叶片用钢和铝合金,发展趋势是全部用钛合金。
高压转子的轮盘和叶片用耐热钢,发展趋势是用高温合金。
前机匣用钢或钛合金制造。
燃烧室内燃烧区的温度高达1800~2000°c,尽管引入气流冷却,燃烧室壁温一般仍在900°c以上,常用易成形、可焊接的高温合金(新型镍基和钴基合金)板材制造。
现代试验型发动机
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。正在研制定向单晶、定向共晶、钨丝增强镍基合金和陶瓷材料,研制弥散强化镍基合金和新型粉末涡轮盘合金。
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