小型涡喷发动机制造材料总结复习过程

小型涡喷发动机制造

材料总结

小型涡喷发动机制造材料总结

我是王开心，欢迎大家加入CHNJET中国喷气爱好者原地！介于大家对小型涡喷发动机的热爱以及对制造一个属于自己小型涡喷发动机的追求，在此我写下这点总结以备大家在制造和生产小型涡喷发动机的过程中对于制造材料产生疑惑时做以参考，同时在这里也纠正一些刚刚了解到涡喷发动机和金属材料的朋友们的一个直观错误：选择耐高温材料并不单单只看这个金属材料的熔点，而是应多方面考虑到这个金属材料的蠕变强度，热疲劳性，高温抗氧化性以及高温下金属会产生晶粒长大效应等等因素。

相关名词的解释说明——晶粒长大效应：晶粒长大是金属的一种缺陷，晶粒越大，晶界越少，晶界少了金属各部分抵御外界的能力就变小了，因此晶粒长大效应是判断金属在高温下性能好坏的重要指标。

大家在制造小型涡喷发动机的过程中最能接触到的金属材料我总结为以下几种：304不锈钢，316L不锈钢，310S不锈钢，NAS800，NAS600和K418耐高温合金。下面对上述几种材料在加工和生产中容易遇到的问题和使用中容易遇到的问题做以介绍。

首先304不锈钢，316L不锈钢，310S不锈钢，NAS800，NAS600都属于“奥氏体不锈钢”奥氏体不锈钢具有很高的耐蚀性，良好的冷加工性和良好的韧性、塑

性、焊接性和无磁性，下面我们就来分析一下这几种金属在制造微型涡喷发动机时所要了解到的一些特性。

SUS304

304不锈钢介绍：304不锈钢由于含碳量较低，因而有良好的加工成型性和抗氧化性，同时该钢具有良好的焊接性能，适用于各种方法的焊接（备注：该钢焊接后不需进行热处理工艺）。

304不锈钢的抗氧化特性：1,该钢在700-800℃氧化时具有优异的抗氧化性能，属于完全抗氧化级。2,该钢在900℃时表面形成的氧化膜开始脱落，属于抗氧化级。3,该钢在1000℃时属于次抗氧化级。304不锈钢管最高使用温度在750度-860度但是，实际上达不到860度这么高。450度时有个临界点，情况如下：304不锈钢不易保持在450到860度，因为在450度以上的时候，会稀释碳周围的铬,形成碳化铭，造成贫铬区，从而改变不锈钢性能材质；而且，450的温度外加屈服力会使得奥氏体向马氏体转化。说简单通俗一点，经常在450度以上环境下使用，304不锈钢的性能和结构都发生变化。

总结得出：304不锈钢在900℃以下的热空气中具有稳定的抗氧化性，同时在900℃时304不锈钢具有较小的晶粒尺寸，在800-1000℃时产生了奥氏体晶粒长大效应，加温为1000℃时，晶粒的平均截距开始增大。所以在制造小型涡喷发动机时如果设计温度在600-900℃时不建议长期使用304不锈钢。但是，在模友制造过程中

如果受到经费的限制可以考虑用304不锈钢制造一个低推力的小型涡喷发动机的主轴，燃烧室及尾喷口。

SUS316L

316L不锈钢的抗氧化特性：1,该钢在700-900℃属于完全抗氧化级。2,该钢在1000℃时属于不抗氧化级。

总结得出：316L不锈钢在800-1000℃时产生了奥氏体晶粒长大效应，在1000℃时晶粒平均截距开始增大，所以在此温度316L不锈钢的金属性能开始下降产生脆化不再适合持续工作。同时316L不锈钢使用过程中受温度影响较大，因此，在制造小型涡喷发动机时不推荐使用316L不锈钢。

SUS310S

310S不锈钢介绍:310S不锈钢是奥氏体不锈钢，具有很好的抗氧化性和蠕变强度，在高温下能持续作业具有良好的耐高温性（备注：该合金钢中含有较高百分比的铬和镍）

310S不锈钢特性：1,该钢有着优秀的抗氧化性。2,该钢使用温度在1000℃以下。3,该钢在高温使用时强度高。4,该钢有着奥氏体不锈钢所具有的无磁性和良好的焊接性。同时，310S不锈钢适用于各种炉用构件，最高工作温度位1200℃，连续使用温度为1150℃。

总结得出：310S不锈钢能适应严重氧化环境和高温环境，鉴于已经拥有相对推力较小的小型涡喷发动机的朋友的ECU数据中得出，小推力涡喷发动机的燃烧室可持续最高温为800度左右。所以在制造小型涡喷发动机时310S不锈钢能够良好的胜任涡喷发动机的主轴，燃烧室，尾喷口及涡轮级的静子和转子部件，是大家在制造小型涡喷发动机的过程中的首选材料。同时该钢的价位相对于更高级的镍基合金材料也更为优惠。

NAS800（UNS NO8800）

NAS800介绍：NAS800是高镍耐热钢，在高温下具有优良的强度、耐腐蚀性和耐氧化性，在高温环境下具有相当高的组织稳定性。800H是一种通过高温热处理控制晶粒生长以及对C、Ti、Al含有量的控制，从而达到极高蠕变强度的合金。熔点为：1357-1385℃

NAS800高温特性：由于NAS800其Ni、Cr含量高，因此在高温环境下，对氧化以及渗碳的耐受性高，耐氧化性优于SUS 310S，甚至接近NAS 600。具有良好的高温强度，几乎与NAS 600相当，且在使用过程中不会析出σ相而导致脆化，广泛用作耐热材料。一般在600℃以下的温度环境下采用NAS 800，而在更高的温度环境下，且对蠕变性能特性有要求时，则采用NAS 800H/NAS

800T。

NAS800用途：广泛应用于各种化工成套设备、热处理炉、以及在高温环境下使用的材料。

总结得出：NAS800镍基合金适用于制造小型涡喷发动机的燃烧室和主轴等部件。但由于价格相对昂贵不推荐刚刚接触和了解小型涡喷发动机的模友直接使用。

NAS 600 （UNS N06600）

NAS600介绍：NAS600是含14-17%Cr的镍基合金，

在高温下具有极佳耐氧化性，属于高级耐热合金。并且，对各种酸和碱环境具有极佳的耐腐蚀性，作为一种耐腐蚀合金得到广泛应用。熔点为：1371-1427℃

NAS600高温特性：高温下耐氧化性极佳，除了长期连续的空气氧化环境之外，也可用在各种不同环境。对氮、氢以及渗碳也具有极佳耐受性，可用于各种热处理炉。但容易受到潮湿的氯气，溴气的浸浊，必须加以注意。各种环境下的使用温度标准如下。长期连续的空气氧化环境 1100℃

NAS600用途：核电成套设备、热交换器、各种化工用蒸发罐、酸及碱工业用机器、热处理炉部件、补燃器部件、以及在高温环境下使用的其他部件。