航空发动机叶片关键技术发展现状分析

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航空发动机涡轮叶片冷却技术综述

航空发动机涡轮叶片冷却技术综述

航空发动机涡轮叶片冷却技术一、引言航空发动机自诞生以来,对它的基本发展要求就是推力更大、推重比更高、耗油率更低、质量更轻、耐久性更好和费用更低等。

因此,航空发动机涡轮的发展趋势主要在以下两个方面:其一是不断提高涡轮前温度;其二就是不断增加涡轮气动负荷,采用跨音速涡轮设计方案,减少涡轮级数和叶片排数。

在现有技术条件下,并在保证尺寸小、质量轻的情况下,提高涡轮前温度,是获得大推力和高推重比的主要措施之一。

从理论上讲,涡轮进口温度每提高100℃,航空发动机的推重比能够提高10%左右。

当前,先进航空发动机涡轮前温度已经达到1900K 左右,这远远超过了涡轮叶片所用的高温合金材料的熔点温度。

为了保证涡轮叶片在高温燃气环境下安全可靠地工作,就必须对叶片采取冷却和热防护措施。

对于高温所带来的一系列问题,解决的办法主要有两个:一是提高材料的耐热性,发展高性能耐热合金,制造单晶叶片;二是采用先进的冷却技术,以少量的冷却空气获得更高的降温效果。

其中材料的改善占40%,冷却技术占60%。

对于军用航空发动机,第3代的涡轮进口温度为1680~1750K,涡轮叶片耐温能力主要通过第1代单晶合金或定向合金和气膜冷却技术保证;第4代的涡轮进口温度达到1850~1980K,涡轮叶片耐温能力主要通过第2代单晶合金和对流-冲击-气膜复合冷却技术来保证;未来一代的涡轮进口温度将高达2200K,预计涡轮叶片耐温能力通过第3代单晶合金或陶瓷基复合材料等耐高温材料和包括层板发散冷却在内的更加高效的冷却技术来保证。

二、航空发动机涡轮叶片冷却技术概述涡轮冷却技术研究始于上个世纪40年代,大约在1960年,气冷涡轮首次应用于商业航空发动机上。

经过多年的发展,目前基本上形成了由内部冷却和外部冷却构成的涡轮叶片冷却方案。

1.内部冷却其基本原理是冷气从叶片下部进入叶片内部,通过带肋壁的内流冷却通道,对叶片的内表面实施有效的冷却,一部分冷气通过冲击孔,以冲击冷却的形式对叶片前缘内表面进行冷却,剩下的一部分气体经过叶片尾部的扰流柱,被扰动强化换热以后从尾缘排出。

涡轮叶片气膜孔加工技术及其发展

涡轮叶片气膜孔加工技术及其发展

涡轮叶片气膜孔加工技术及其发展涡轮是中热负荷和机械负荷最大的部件,涡轮叶片的工作环境尤为恶劣,在发动机循环中,它承受着燃烧后的高温高压燃气冲击,其制造技术也被列为现代航空发动机的关键技术。

发动机性能很大程度上取决于涡轮进口温度的高低,它受涡轮叶片材料的限制。

对这些部件进行连续不断的冷却,可以允许它们的工作环境温度超过材料的熔点,这样仍能安全可靠的工作,气膜冷却技术是具有代表性的重要结构改进之一,大大提高了发动机的性能,同时也对气膜孔加工技术提出了更高的要求。

随着制造技术的发展,气膜孔加工新技术也不断出现,在传统的激光打孔(Laser)、电火花高速打孔(EDM)、电化学打孔(ECM)等加工方法的基础上,又发展了激光电火花复合打孔、电解电火花复合打孔等新工艺,去除重熔层技术在磨粒流的基础上,又发展应用了化学研磨技术、电解质- 等离子加工等新技术,为提高涡轮叶片气膜孔加工质量、技术水平和生产效率做出了重要贡献。

气膜冷却技术的发展和应用据统计,涡轮前温度平均每年升高25K,其中约15K是依靠冷却技术的进步取得的。

在过去的三、四十年中,涡轮进口温度提高了大约450K。

其中70%是由于涡轮工作叶片和导向叶片的高效冷却设计取得的,而另外30% 应归于高温合金和铸造加工工艺的改进。

随着航空发动机技术的发展,出现了许多先进的涡轮叶片冷却技术,其发展趋势如图1所示。

提高涡轮进口温度是增大和提高发动机推力与推重比的重要手段。

在材料耐温能力有限的前提下,涡轮叶片冷却技术成为了提高涡轮进口温度、保证涡轮在高温环境下可靠工作的可行且高效的途径。

为此,世界航空发动机设计与制造商研究和开发了大量的涡轮叶片冷却技术,成功地验证和应用了冲击、对流、气膜、复合冷却、铸冷和超冷等叶片技术,并且在提高涡轮进口温度(进而提高涡扇发动机的性能)方面取得了很好的效果。

图2为涡轮叶片及其内部冷却通道的形式图。

气膜孔加工技术气膜冷却技术的主要结构特点是在涡轮叶片前缘、叶身型面等部位设计了大量的气膜孔,孔径一般在0.2~0.8mm,空间角度复杂。

新一代航空发动机叶片疲劳合格率及疲劳寿命提升技术方案

新一代航空发动机叶片疲劳合格率及疲劳寿命提升技术方案

新一代航空发动机叶片疲劳合格率及疲劳寿命提升技术方案近年来,随着航空业的飞速发展,新一代航空发动机的研制成为备受关注的焦点。

叶片作为发动机的核心部件之一,其疲劳寿命和合格率的提升直接关系到发动机的可靠性和安全性。

本文将着重讨论新一代航空发动机叶片疲劳合格率及疲劳寿命提升技术方案。

一、叶片疲劳合格率提升技术方案1. 材料选择优化优化材料的物理力学特性,如比强度、比韧性、高温强度和抗腐蚀性等,可以有效提高叶片的疲劳寿命和合格率。

此外,采用新型材料,如模孔石墨复合材料、高温合金等,能够改善叶片的抗拉伸变性和抗高温蠕变性能,使其更加适合高温高压环境下的工作。

2. 设计改进优化叶片的结构设计,如增强内部支撑结构、调整叶片转角、优化叶片翼型等,可以有效降低叶片疲劳损伤和断裂率。

另外,在叶片的制造和维修过程中,应加强对叶片表面的表面质量控制,提高其表面光洁度和耐磨性等。

3. 检验方法改进采用更加先进的检验方法和设备,如超声波检测、X射线检测等,可以大大提高叶片疲劳寿命的监测和控制能力。

同时,应加强对疲劳损伤的分析和评估,制定更加科学合理的检验标准和方法。

二、叶片疲劳寿命提升技术方案1. 表面处理通过表面化学处理、高温环境下的涂覆、离子注入等方法,可大大提高叶片的表面硬度和抗磨性能,从而延长其使用寿命。

2. 热障涂层技术采用热障涂层可有效降低叶片在高温高压环境下的氧化和腐蚀速率,减缓其疲劳损伤的速度,从而提高叶片的疲劳寿命。

3. 智能监控系统通过安装智能监控传感器和系统,可以实时监测叶片的工作状态和性能指标,及时发现和预测叶片疲劳损伤的风险,从而采取及时有效的维修和更换措施,进一步延长叶片的使用寿命。

综上所述,叶片疲劳合格率与疲劳寿命的提升需要从多个方面入手,包括材料选择优化、设计改进、检验方法改进、表面处理、热障涂层技术和智能监控系统等。

只有在这些方面进行全面的技术改进和提升,才能够最终实现新一代航空发动机叶片的高可靠性、高安全性和长寿命。

航空发动机关键部件结构及制造工艺的发展

航空发动机关键部件结构及制造工艺的发展

航空发动机关键部件结构及制造工艺的发展随着现代航空技术的不断发展,航空发动机作为航空飞行的动力源,其质量和可靠性十分重要。

航空发动机关键部件是决定发动机性能和寿命的关键因素,因此,这些部件的结构和制造工艺的发展是航空工业发展的重要方向。

一、涡轮叶片涡轮叶片是航空发动机中最关键的部件之一,也是制造过程中最复杂和难度最大的部件之一。

涡轮叶片是直接与高温高压燃气流接触的部件,因此需要具备很高的耐热性、耐疲劳性和耐腐蚀性。

同时,涡轮叶片的表面需要具备良好的光滑度和精度,以提高发动机的效率。

涡轮叶片的结构和制造工艺的发展主要包括以下几个方面:1. 材料的改进。

传统涡轮叶片主要采用单晶高温合金,但由于其成本较高,稳定性较差,近年来逐渐被新型双晶高温合金所代替。

双晶高温合金具有更好的抗裂纹扩展性和更高的持久寿命。

2. 制造工艺的改善。

传统涡轮叶片的制造需要多道工序,包括粉末冶金、热加工、热处理、机加工等,制造周期长、成本高。

近年来,基于增材制造技术的3D打印技术已经开始应用于涡轮叶片的制造,大大缩短了制造周期和降低了成本。

3. 涂层技术的应用。

涡轮叶片表面需要涂层来保护其表面光洁度和韧性。

现代涂层技术已经实现了表面均匀性和耐腐蚀性的同时,还能够提高叶片的热传导性和减少表面氧化,提高了叶片的使用寿命和性能。

二、轴承和齿轮航空发动机中的轴承和齿轮是发动机能否正常工作的关键部件。

轴承和齿轮的制造工艺的发展同样具有重要的意义。

1. 材料的改进。

轴承和齿轮的材料需要具备优异的机械性能和耐疲劳性能。

现代材料技术不断推陈出新,不断开发出具备更高性能的新型材料,如钛合金、高强度钢等。

2. 表面处理技术的发展。

轴承和齿轮的滚动表面需要具备优异的光洁度和精度,以实现更低的摩擦和更高的效率。

现代表面处理技术,如电火花加工、化学蚀刻等,可以大大提高轴承和齿轮的表面光洁度和精度。

三、燃烧室航空发动机中的燃烧室是将燃料和空气混合后爆炸燃烧产生动力的部件,是保持发动机高效能和低排放的关键部件。

航空发动机涡轮叶片缺陷检测中的关键技术研究

航空发动机涡轮叶片缺陷检测中的关键技术研究

【航空发动机涡轮叶片缺陷检测中的关键技术研究】在航空工业中,航空发动机的安全性和可靠性一直是备受关注的焦点。

而其中,发动机的涡轮叶片作为关键部件之一,其质量和性能的稳定性对发动机的运行和飞行安全至关重要。

对于涡轮叶片的缺陷检测技术研究显得尤为重要。

在航空发动机涡轮叶片缺陷检测中,有两个关键技术研究方向:一是检测技术的灵敏度和精度,二是检测技术的实时性和可靠性。

这两个方向的研究,将直接影响到涡轮叶片缺陷检测的效果和实际应用。

就技术的灵敏度和精度而言,这是涡轮叶片缺陷检测中最为关键的一环。

由于涡轮叶片的特殊材料和结构,以及其内外复杂的形态和尺寸,使得传统的检测方法难以满足其对检测精度和灵敏度的要求。

需要研发出更加精准、高效的检测技术,如超声波检测技术、磁粉探伤技术等,以实现对涡轮叶片内部和外部缺陷的全面覆盖和高精度检测。

在技术的实时性和可靠性方面,研究的焦点则主要集中在检测方法的自动化和智能化程度上。

在飞机维修保障中,能够快速准确地识别涡轮叶片缺陷,并及时采取措施修复或更换,对于保障飞机安全和延长发动机寿命至关重要。

研究人员不断探索利用机器学习、人工智能等先进技术,提高涡轮叶片缺陷检测的自动化程度和智能化水平,以确保其实时性和可靠性。

在我看来,航空发动机涡轮叶片缺陷检测中的技术研究,是一个兼具挑战和机遇的领域。

随着科技的不断进步和创新,相信在不久的将来,我们将能够研发出更加先进、高效的涡轮叶片缺陷检测技术,为航空工业的发展和飞行安全保驾护航。

航空发动机涡轮叶片缺陷检测中的关键技术研究至关重要,而其在技术精度、实时性和智能化方面的不断突破与革新,将为航空工业的可持续发展和飞行安全提供有力支持。

在未来,希望不仅能够加大对该领域的研究力度,也能够促进涡轮叶片缺陷检测技术的广泛应用和推广,为航空事业的繁荣与进步做出更大的贡献。

随着航空工业的快速发展,飞机数量的增加和航空运输的规模不断扩大,航空发动机涡轮叶片的安全性和可靠性要求也变得越来越高。

航空发动机涡轮叶片冷却技术综述

航空发动机涡轮叶片冷却技术综述

航空发动机涡轮叶片冷却技术综述2 中国人民解放军31434部队3 空军航空大学航空作战勤务学院摘要:航空发动机是飞机的心脏,而涡轮叶片是航空发动机核心部件之一,被誉为“皇冠上的明珠”。

本文简单介绍了涡轮叶片冷却技术的重要性及其基本原理,分类列出了目前实际应用中的几种主要的涡轮叶片冷却技术。

对相关文献资料进行汇总分析后提出了涡轮叶片冷却技术的发展趋势。

关键词: 航空发动机涡轮叶片冷却技术传热系数0引言1903年12月7日由莱特兄弟设计的“飞行者1号”实现了有动力、载人、持续、稳定和可操纵的重于空气的飞行器的首次升空。

开创了航空飞行的新纪元。

100多年过去了,航空事业得到了迅猛的发展。

作为飞机的“心脏”,航空发动机也同样走过了百年的光辉历程,从最初的活塞式发动机,发展到后来的航空燃气涡轮发动机,再到目前正在研究的新概念、新能源发动机,航空发动机的性能也一直在进步。

航空发动机决定着飞机的性能,对国防和国民经济具有重要意[1]。

现今的航空发动机以航空燃气涡轮发动机为主。

分为涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮轴发动机、桨扇发动机等。

涡轮部件在这些种类的发动机中起着极其重要的作用。

1航空发动机涡轮叶片冷却的意义航空发动机涡轮属于热端部件,涡轮叶片的工作环境非常恶劣:叶片工作温度很高,进口燃气温度已达1400甚至更高,对高温下叶片材料的持久强度、蠕变强度、韧性、抗热疲劳和机械疲劳性能以及抗高温氧化和抗热腐蚀能力提出了更高的要求。

我国早期发展的航空燃气涡轮发动机涡轮叶片并没有采用冷却技术,这也在很大程度上限制了我国航空发动机的技术革新,使得涡轮前温度受限。

涡轮叶片冷却技术的出现,在极大程度上解决了航空发动机涡轮叶片材料受限的难题,大大拓宽了航空发动机的技术革新领域,增大了航空发动机的气流冷却能力。

理论与实践都已表明,应用新发展的冷却技术取得的发动机性能的提高远大于高温材料的发展速度,已成为提高发动机性能的有效、可行途径之一。

机队航空发动机维修规划及其关键技术研究

机队航空发动机维修规划及其关键技术研究

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研究现状
然而,目前航空发动机叶片关键制造技术仍存在一些不足之处,如加工成本 高、生产周期长、材料强度和稳定性有待提高等。因此,未来的研究方向应包括 开发更高效的制造工艺、优化材料选择、加强质量控制等方面。
关键技术分析
1、高精度加工技术
1、高精度加工技术
高精度加工技术是航空发动机叶片制造的关键之一,主要包括数控加工、超 精密加工和快速原型制造等技术。通过采用这些技术,可以有效地提高叶片型面 的加工精度,降低生产成本,缩短生产周期。同时,高精度加工还可以提高发动 机的工作效率,减少能源消耗。
航空发动机叶片、关键制造技术、高精度加工、陶瓷材料应用、高温涂层技 术
研究现状
研究现状
近年来,随着材料科学和制造技术的不断发展,航空发动机叶片关键制造技 术取得了显著进步。高精度加工技术的广泛应用使得叶片型面的加工精度得到了 提高,同时缩短了生产周期。陶瓷材料的应用则增强了叶片的耐高温性能和抗疲 劳性能,延长了发动机的使用寿命。此外,高温涂层技术的应用有效地降低了叶 片的表面温度,提高了发动机的工作效率。
三、关键技术研究
三、关键技术研究
在航空发动机维修规划中,关键技术的研究和应用是至关重要的。以下是一 些关键技术的探讨:
三、关键技术研究
1、故障诊断技术:故障诊断技术是航空发动机维修的核心技术之一,通过对 其进行分析可以有效地识别和判断发动机的故障部位和原因。目前,随着人工智 能和机器学习技术的发展,智能故障诊断技术得到了广泛应用,大大提高了故障 诊断的准确性和效率。
内容摘要
国内某知名航空发动机制造商便成功应用了先进航空发动机关键制造技术。 该公司引入了数字化制造技术,实现了发动机设计、仿真和制造的一体化。该公 司还采用了高性能材料和精密加工技术,提高了发动机的性能和可靠性。这些技 术的应用,使得该公司的航空发动机产品在市场上具有了较强的竞争力。

航空发动机涡轮叶片的强度分析与优化

航空发动机涡轮叶片的强度分析与优化

航空发动机涡轮叶片的强度分析与优化一、引言近年来,随着航空业的蓬勃发展,涡轮发动机作为飞机的核心部件,也得到了越来越多的关注。

涡轮叶片作为发动机的重要组成部分,其强度分析与优化成为了航空工程领域的一个热点问题。

本文将对涡轮叶片的强度分析与优化进行探讨。

二、涡轮叶片的结构和工作原理涡轮叶片是涡轮发动机中的关键部件,负责将燃气能量转化为动能,驱动飞机飞行。

其结构主要由叶片根部、叶片中部和叶片末端三部分组成。

叶片根部与涡轮盘连接,承受来自燃气的高温高压力,同时传递转子的动力。

叶片中部是叶片的主体部分,负责将燃气的动能转化为叶片的动能。

叶片末端通常采用钩状结构,使其与相邻叶片相互锁定,避免与涡轮盘接触。

涡轮叶片的工作原理主要是利用燃气高速旋转带来的高温高压力作用于叶片上,从而使其发生弯曲变形,转化为动能传递给涡轮轴。

因此,叶片的材料强度、几何尺寸和叶片数量直接影响着发动机的性能和寿命。

三、涡轮叶片的强度分析涡轮叶片的强度分析是确定其最大承载能力和寿命的关键环节,主要包括静态强度分析、动态强度分析和疲劳寿命分析等。

静态强度分析是指在叶片受到静载荷作用时的强度分析。

一般采用有限元分析方法进行建模,求解整个工作过程中叶片的应力、应变、变形等物理量,进而确定叶片的最大载荷和破坏形式。

动态强度分析则是指叶片在快速旋转时的强度分析。

这时叶片主要受到惯性载荷和离心力的作用,需考虑自由振动频率、模态形态等因素。

而疲劳寿命分析则是指在多次循环加载过程中,叶片的疲劳破坏及其寿命的预测分析。

四、涡轮叶片的优化设计涡轮叶片的优化设计是在保持强度和可靠性的前提下,尽可能降低其重量。

因此,涡轮叶片的优化设计需要从几何形状、材料、叶片数量等方面入手。

在几何设计方面,主要采用空气动力学优化设计方法,通过流场分析和数值模拟手段,预测叶片的叶尖轮廓曲线、角度、弯曲程度等参数,使得叶片在高速旋转状态下达到最佳空气动力学性能,同时尽可能地降低重量和材料损耗。

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航空发动机叶片关键技术发展现状分析
作者:周刚
来源:《商情》2020年第04期

【摘要】在航空发动机中,涡轮叶片由于处于温度最高、应力最复杂、环境最恶劣的部位
而被列为第一关键件,并被誉为“王冠上的明珠”。涡轮叶片的性能水平,特别是承温能力,成
为一种型号发动机先进程度的重要标志,在一定意义上,也是一个国家航空工业水平的显著标
志,本文就航空发动机叶片的关键技术发展现状做一分析。

【关键词】航空发动机叶片高温合金铸造单晶涂层
航空发动机不断追求高推重比,使得变形高温合金和铸造高温合金难以满足其越来越高的
温度及性能要求,因而国外自上世纪70年代以来纷纷开始研制新型高温合金,先后研制了定
向凝固高温合金、单晶高温合金等具有优异高温性能的新材料;单晶高温合金已经发展到了第
3代。上世纪80年代,又开始研制了陶瓷叶片材料,在叶片上开始采用防腐、隔熱涂层等技
术。

1.变形高温合金叶片
1.1叶片材料
变形高温合金发展有50多年的历史,国内飞机发动机叶片常用变形高温合金中随着铝、
钛和钨、钼含量增加,材料性能持续提高,但热加工性能下降;加入昂贵的合金元素钴之后,
可以改善材料的综合性能和提高高温组织的稳定性。其中最常用的是铬镍变形高温合金叶片。

1.2制造技术
叶片是航空发动机关键零件它的制造量占整机制造量的三分之一左右。航空发动机叶片属
于薄壁易变形零件。如何控制其变形并高效、高质量地加工是目前叶片制造行业研究的重要课
题之一。随着数控机床的出现,叶片制造工艺发生重大变化,采用精密数控加工技术加工的叶
片精度高,制造周期短,国内一般6~12个月(半精加工);国外一般3~6个月(无余量加
工)。

2.铸造高温合金叶片
2.1叶片材料
半个多世纪来,铸造涡轮叶片的承温能力从1940s年代的750℃左右提高到1990s年代的
1700℃左右,应该说,这一巨大成就是叶片合金、铸造工艺、叶片设计和加工以及表面涂层各
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方面共同发展所作出的共同贡献。北京航空材料研究所、钢铁研究总院、沈阳金属所是铸造高
温合金的研制单位。

2005年,国内在一些新材料(如定向凝固高温合金、单晶高温合金、金属间化合物基高
温合金等)的研制和应用上,也逐步跟上了世界先进水平的步伐。但是与之相关的材料性能数
据较为缺乏,给材料应用、航空发动机选材与设计带来极大的困难。

2.2制造技术
真空熔炼技术。真空熔炼可显著降低高温合盒中有害于力学性能的杂质和气体含量,而且
可以精确控制合金成分.使合金性能稳定。

熔模铸造工艺。国内外熔模铸造技术的发展使铸造叶片不断进步,从最初的实心叶片到空
心叶片,从有加工余量叶片到无余量叶片,再到定向(单晶)空心无余量叶片,叶片的外形和
内腔也越来越复杂;空心气冷叶片的出现既减轻了叶片重量,又提高了叶片的承温能力。

定向凝固技术。该技术的发展使铸造高温合金承温能力大幅度提高从承温能力最高的等轴
晶合金到最高的第三代单晶合金,其承温能力约提高l50℃。

铸造合金固有的较低屈服强度和疲劳性能,往往不能满足叶片设计要求,近年来,出现了
“细晶铸造工艺”等技术,即利用铸型及浇铸温度控制、凝固过程中机械电磁叫板、旋转铸造以
及加入形核剂等方法,实现晶粒细化的。

3.超塑性成形钛合金叶片
3.1叶片材料
目前,Ti6Al4V和Ti6Al2Sn4Zr2Mo及其他钛合金,是超塑性成形叶片等最为常用的钛合
金。飞机发动机叶片等旋转件用钛合金作为材料。

对于CO2排放及全球石油资源枯竭的担心,促使人们提高飞机效率、降低飞机重量。尽
管复合材料的应用有增长趋势,却有制造费用高、不能回收、高温性能较差等不足。钛合金仍
将是飞机发动机叶片等超塑性成形部件的主要材料。

我国耐热钛合金开发和应用方面也落后于其他发达国家,英国的600℃高温钛合金IMI834
已正式应用于多种航空发动机,美国的Ti-1100也开始用于T55-712改型发动机,而我国用于
制造压气机盘、叶片的高温钛合金尚正在研制当中。其它像纤维增强钛基复合材料、抗燃烧钛
合金、Ti-Al金属间化合物等虽都立项开展研究,但离实际应用还有一个过程。

3.2制造技术
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早在上世纪70年代,钛合金超塑性成形技术就在美国军用飞机和欧洲协和飞机中得到了
应用。在随后的十年中,又开发了军用飞机骨架和发动机用新型超塑性钛合金和铝合金。在军
用飞机及先进的民用涡扇发动机叶片等,均用超塑性成形技术制造,并采用扩散连接组装。

4.新型材料叶片
4.1碳纤维/钛合金复合材料叶片
美国通用公司生产的GE90-115B发动机,叶身是碳纤维聚合物材料,叶片边缘是钛合金
材料,共有涡扇叶片22片,单重30~50磅,总重2000磅。能够提供最好的推重比,是目前
最大的飞机喷气发动机叶片,用于波音777飞机,2010年9月在美国纽约现代艺术馆展出。

4.2金属间化合物叶片
尽管高温合金用于飞机发动机叶片已经50多年了,这些材料有优异的机械性能,材料研
究人员,仍然在改进其性能,使设计工程师能够发展研制可在更高温度下工作的、效率更高的
喷气发动机。不过,一种新型的金属间化合物材料正在浮现,它有可能彻底替代高温合金。

因为高温合金在高温工作下时会生成一种γ相,它是使材料具有高温强度、抗蠕变性能和
耐高温氧化的主要原因。因此,人们开始了金属间化合物材料的研究,金属间化合物,密度只
有高温合金一半,至少可以用于低压分段,用于取代高温合金。

2010年,美国通用公司、精密铸件公司等申请了一项由NASA支持的航空工业技术项目
(AITP),通过验证和评定钛铝金属间化合物(TiAl,Ti-47Al-2Nb-2Cr,原子分数)以及现
在用于低压涡轮叶片的高温合金,使其投入工业生产中。与镍基高温合金相比,TiAl金属间化
合物的耐冲击性能较差;将通过疲劳试验等,将技术风险降至最低。

参考文献:
[1]刘维伟.航空发动机叶片关键制造技术研究进展[J].航空制造技术,2016(21):50-56.
[2]李海宁,赵赟,史耀耀,姚倡锋,谭靓.航空发动机风扇/压气机叶片制造关键技术[J].航
空制造技术,2013(16):34-37.

[3]李林,刘建平.铝基型芯剂的研究及在航空发动机叶片制造中的应用[J].航空材料学报,
2003(S1):282.

作者简介:周刚(1981.3—)男,装备承制单位资格审查高级审查员,国家注册质量管理
体系审核员,2003年毕业于国防科技大学自动化控制专业,长期从事转装备承制与质量管理
体系审核工作。
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