高推重比航空发动机用新型高温钛合金研究进展

综述了我国航空发动机用高温钛合金材料体系的发展状况。针对未来高推重比航空发动机对新型轻质耐高温结构材料的需求,重点介绍了TiAl合金和SiC纤维增强钛基复合材料2种关键的新型高温钛合金国外研究进展和应用情况。目前我国航空发动机主要应用的是α+β型钛合金,工作温度均在500℃以下,在更高温度使用的近α型钛合金(如600℃高温钛合金)尚处于研发阶段。国外对TiAl合金的研究已近20年,在航空发动机领域已公开报导了10多种TiAl零部件,并且完成了地面装机试验,试验结果非常理想。SiCf/Ti复合材料在航空发动机上的典型应用是叶环类和轴类零件,美、英等国均研制出了多个零部件,并进行了发动机考核试验。TiAl和SiCf/Ti复合材料将是新一代高推重比航空发动机用的2种关键结构材料。     

英国罗-罗公司复合材料风扇叶片的开发

英国罗-罗公司一直在生产遄达1000发动机上的宽弦空心钛合金风扇叶片。在新加坡实里达建立英国境外第一个大型喷气发动机制造厂,生产宽弦空心钛合金风扇叶片。公司的业务已涉足全球,扩大亚太市场。     

我国航空用变形钛合金材料

钛合金材料作为一种20世纪中叶出现并发展起来的新兴结构材料,因其具有优异的耐腐蚀性、高的比强度以及无磁性等一系列独特的优点,在航空航天等高端工业部门获得了广泛应用,目前飞机机体结构中的隔框、大梁、起落架以及航空发动机压气机匣、轮盘、叶片等承力部件大量使用钛合金材料制造。在上世纪60年代,美国、英国、前苏联等工业发达国家就已经在飞机及航空发动机制造中大量使用钛合金材料。我国钛合金材料在航空工业中的应用起步较晚,上世纪80年代开始才陆续在飞机及航空发动机制造中少量使用钛合金材料,但是进入21世纪之后,我国航空工业钛合金材料的应用水平大幅度提升。对我国目前已经进入工业化生产并在航空工业中获得工程化应用的变形钛合金材料进行了系统阐述。     

颜鸣皋:我国钛合金和航空材料之父

正钛合金素有"航空金属"之称,因其具备的高强度、低密度、机械性能优良、韧性和耐腐蚀性能好等特点,被主要应用于航空航天领域,是制造航空发动机、火箭和导弹的重要结构材料。其次,随着钛合金种类的增多和用途的延伸、扩展,其也被用于刀具和医学等领域。钛元素于1791年被英国化学家格雷戈尔(Gregor R W,图1)在钛铁矿和金红石中发现,但没有对这种元素进行命名。1795年,德国化学家克拉普罗特     

TC4钛合金风扇盘裂纹分析

TC4钛合金是国内外用量最多、使用范围最广的一种钛合金,已成功地在多种先进的航空发动机上得到了应用。国内装有TC4钛合金压气机盘和叶片的航空发动机,有些已经通过了长期地面试车,有些已经经历了一定时间的飞行考验。国外采用TC4钛合金做压气机部件的发动机也很多。 自行设计的某型涡轮风扇发动机一级TC4钛合金风扇盘示于图1a。本文通过对此盘榫槽部位裂纹(图1b)的分析,提出钛合金使用中     

西部超导材料科技股份有限公司

<正>股票代码:831628西部超导材料科技股份有限公司(WST),主要从事高端钛合金材料、铌钛和铌三锡超导线材的研发、生产及销售,是我国航空用钛合金材料的主要研发生产基地,是国内唯一能够实现超导线材商业化生产和铌钛(NbTi)锭棒及线材全流程生产的企业。公司主要产品包括钛合金棒材、锻件、丝材、异型材、超导线材。其中钛合金材料主要应用于生产航空锻件(包括飞机结构件、紧固件和发动机部件),超导线材应用于高场磁体制造,服务于大型工程科学、先进     

陶瓷基复合材料或将革新航空发动机工作效率

正NASA正在寻求改变未来商用飞机的机遇,更有效的发动机是核心。为了实现未来飞机用上更好的发动机的目标,NASA的研究人员正在研究有前景的涡轮发动机部件高温材料。这些金属,被称为陶瓷基复合材料或CMC,更轻、更强,且能够给承受喷气发动机核心部件的极端高温环境下的受力要求。陶瓷基复合材料将替代目前在航空发动机中应用的镍基高温合金。总的来说,发动机工作温度越高,燃油效率更高。近年来,由于金属部件采用了热障涂层,发动机工作温     

航空发动机用关键钛合金部件先进设计及制造技术

钛合金具有优异的各项性能,在航空发动机的关键部件中得到了重要应用。通过介绍世界知名飞机发动机制造公司的钛合金宽弦风扇叶片设计及制造技术、钛合金整体叶盘和叶环设计及制造技术以及钛合金机匣精密成型设计及制造技术的发展现状,指出钛合金宽弦风扇及整体叶盘、整体叶环制备技术和钛合金机匣精密成型技术是我国新型高性能航空发动机开发所必需掌握的关键技术,应当尽早突破。     

年产5000吨高性能钛合金项目

正一、项目名称:年产5000吨高性能钛合金项目二、申报单位:忻州经济开发区招商局三、项目概况(一)项目内容1.项目背景:钛合金是一种新型结构材料,具有优异的综合性能,强度高、耐热性好,被广泛应用于航空、航天、化工、造船等各个工业领域,钛材消费主要集中在航空领域,主要用于制作飞机发动机压气机部件,其次为     

飞行器用Al-Y-Ni合金

美国阿莫斯实验室进行了一项试验以改进铝-钇-镍合金制造工艺。这种材料是由飞机发动机制造厂Pran＆Whitney和若干工厂联合开发的，其目的是取代喷气发动机较冷部位的较重的昂贵部件。这种材料还可用于制造机翼小梁。     

西部超导材料科技股份有限公司

正西部超导材料科技股份有限公司主要从事高端钛合金材料和低温超导材料(包括铌钦和铌三锡超导材料)的研发、生产和销售,是我国航空用钛合金棒丝材的主要研发生产基地,是目前国内唯一实现低温超导线材商业化生产的企业,也是目前国际上唯一的铌钛(NbTi)锭棒及线材全流程生产企业。公司的主要产品包括钛合金棒材、丝材、异型材;铌钛(NbTi)超导线材、铌三锡(Nb3Sn)超导线材。其中,钦材主要用于生产航空锻件(包括飞机结构件、紧固件和发动机部件等),最终用于飞机制     

航空发动机机匣加工变形分析与控制

航空发动机是飞机的动力核心,其所产生的强大推力来推动飞机快速前进。机匣是航空发动机中的重要组成部分,其主要用于承受航空发动机在工作中所产生的负载和质量惯性力,做好航空发动机机匣的设计和制造对于提高航空发动机的质量有着极为重要的意义。航空发动机机匣为了实现航空发动机的功能,其在设计中多采用的是薄壁、整体的回转结构。航空发动机机匣所使用的材料主要为钛合金、高温合金等,其硬度高、加工难度大,尤其是在航空发动机机匣机械加工的过程中所产生的变形问题直接影响着航空发动机机匣的机械加工质量。本文将在分析航空发动机机匣机械加工中变形原因的基础上对如何控制航空发动机机匣机械加工中变形问题进行分析阐述,提高航空发动机的制造质量。     

钛合金作动部件耐磨性能提升及工程化应用研究

为提升钛合金表面硬度，增强其耐磨性能以满足新一代航空作动系统部件对减重及耐高温的需求，开展钛合金化学镀镍及不锈钢CMT(冷金属过渡焊接技术)熔覆SCu6180(铝青铜)工艺研究，并对其不同强化状态摩擦副的耐磨性能进行了模拟工况条件下的环-块摩擦磨损试验。结果表明：钛合金前处理采用低压吹细砂+氢氟酸活化，化学镀镍层结合力良好，真空炉399℃热处理，硬度可达906 HV_{1 N},与不锈钢摩擦副的摩擦系数由0.79下降到0.32;与表面熔覆SCu6180减摩涂层不锈钢摩擦副的摩擦系数仅为0.12,磨损量下降2个数量级并实现发动机矢量作动部件的工程化应用。     

中航工业北京航空材料研究院先进钛合金航空科技重点实验室

正中航工业北京航空材料研究院先进钛合金航空科技重点实验室于2011年11月17日设立,实验室下设飞行器钛合金材料与应用技术、发动机钛合金材料及应用技术、特种,功能钛合金材料及特种工艺3个研究方向,每个研究方向包括4~6个主要研究内容,覆盖了航空钛合金材料及其应用技术领域。实验室具备不同强度级别钛合金、高温钛合金、阻燃钛合金、钛铝系金属间化合物、SiC纤维增强钛基复合材料及多种特种/功能钛合金的研发和制备能力。实验室主要承担国防科技与航空科技发展以     

电子束冷炉床熔炼(EBCHM)技术的发展与应用

本文系统总结了电子束冷炉床熔炼(Electron Beam Cold Hearth Melting-EBCHM)技术近四十年的发展脉络。详细介绍了电子束冷床炉熔炼的各主要方面,包括电子枪的改进,冷床炉结构演变和功能扩展以及消除钛合金冶金缺陷的独特优势、电子束冷床炉熔炼科学技术应用现状及当前的主要研究方向等。指出近年来EBCHM技术在钛及钛合金工业生产中的应用持续稳定增长,除了钛的废料回收,消除钛的冶金缺陷提高合金质量,满足航空发动机转动部件要求,是主要的推动因素。可为广大钛冶金、材料应用工作者和设计人员提供有价值的参考。     

耐喷气发动机高温的粘合剂

Sundstrand Aviation 公司(Rockford,lll.)制备的飞机部件中有许多金属和塑料的组合件。其中之一就是透平马达,它是由喷气发动机带动的。通过纤维增强酚醛导管的喷射气体的温度约为525°F。将纤维增强酚醛导管粘接到阳极化铝合金发动机上,要求是十分苛刻的,因为在组合件使用期间,粘接部分必须能耐高温。     

SP-700钛合金获准进入美国航空航天市场

由日本钢管公司(NKK)最先开发出的SP-700钛合金,对于航天和航空工业用钛作出了重要贡献,可称为是一个里程碑.该合金现已被核准列入<美国军用手册-5>之中,被指定为航空和航天用金属材料.SP-700钛合金目前主要的应用是体育用品和汽车发动机部件,将该合金列入军事用材手册,对于开发航空航天工业用钛的市场可以说是迈出了相当重要的一步,飞机和相关领域用钛,通常大约占美国钛市场的65%～75%.     

钛粉末冶金时代的到来

钛合金具有低密度高强度的优点,对航宇结构和潜艇都有特殊的引力。在飞机和发动机结构中,使用钛合金将减轻结构重量,提高飞机承载能力和发动机推力重量比,从而提高系统的性能。在潜艇结构中,用钛合金制造船体,可以提高静浮力。但在早期高级航空系统中,因价格原因,最终使用钛的比重比原计划要少。例如,C-5飞机结构框架原计划钛占重量的24％,最后只有17％;B-1轰炸机由原先42％降到22％;F-15飞机则由50％降到34％     

钛合金带式抛光工艺研究

为降低生产成本,提高生产效率,将多种加工方法整合到同一台数控机床上进行加工已成为发展趋势.目前,五轴磨铣技术已大量用于加工复杂形状的航空器部件.尽管有这些新技术,但仅使用机加工方法使航空发动机部件达到良好的表面质量却很困难.近期,有人提出在三轴数控机加中心上使用抛光方法加工航空器部件引起了人们的兴趣,同时也有人尝试用带式研磨作为一种抛光工艺.英国诺丁汉大学的Axinte D.A.研究组就对使用带抛光法去除钛合金航空发动机部件加工痕迹及其抛光工艺进行了详细研究.     

发人深省的航空喷气发动机发祥史 --兼谈预先研究的基础作用

文章对鲜为后人详知的航空喷气发动机在世界上发祥的历史,作了简要介绍。美国、前苏联和旧中国,在40年代都买得英国喷气发动机的专利,50多年以后的今天,前两国在世界上形成两个航空大国,而我国却远不能与其相比拟。经过对比分析,事实证明狠抓发动机预先研究,是发展发动机行业的关键条件之一。文章还为我国今后如何重视预先研究提出了改进的有效措施和意见。