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     

K3合金的铝化物防护层

目前燃气涡轮发动机中广泛使用的镍基高温合金,虽含有6％左右的铝及10％左右的铬,但仍不适应在870℃以上长期使用的条件。例如Nimonic合金在900℃使用3000小时后,表面的铝钛贫化层可深达0.15毫米,这些贫化区域往往是材料破断的裂纹发源地。使用在海洋性气氛中的高温镍基合金,因燃油中的硫、钒及从大气中吸入的NaCl盐雾,在高温下化合成Na_2SO_4。这一化合物往往在760～1000℃范围内呈熔融状粘附在涡轮叶片表面,这样在镍基高温合金表面就会产生热盐腐蚀,导致材料     

铸造高温合金单晶叶片晶粒度选择器模料的研制

1.前言 随着航空发动机性能的不断提高,对航空涡轮发动机部件(包括涡轮盘、涡轮叶片)工作寿命的要求也在提高。国外研制了柱状晶材料、单晶材料、共晶复合材料等,并且进行了柱状晶、单晶叶片生产方法的研究工作。采用单晶涡轮叶片可以延长发动机的使用寿命和降低燃油消耗率。单晶涡轮叶片的制造方法在欧美和苏联已经用于工业生产。 我们从1981年开始研制铸造镍基高温合金     

铌合金表面高温抗氧化涂层

介绍了铌合金表面高温抗氧化涂层的4大体系--耐热合金涂层、铝化物涂层、硅化物涂层和贵金属涂层的组成、特点及制备条件.我国研究人员围绕飞机发动机涡轮叶片和火箭发动机燃烧室及尾气喷管用铌合金的防护进行了大量研究工作,研制的高温抗氧化涂层已经用于49kN推力发动机铌合围裙和姿态控制铌合金喷管.通过研究认为,PVD和传统熔烧工艺相结合的新工艺及纳米涂层技术是今后铌合金表面高温涂层制备的研究方向.     

面向21世纪的热障涂层结构设计

为适应涡轮发动机不断增长的热效率需求,迫切希望改进热障涂层系统在苛刻使用条件下的结构完整性和工作寿命,这种改进可借助于热障涂层的结构设计来民世纪热障涂层结构设计的需求方向,在分析和综合材料科学与热障涂层发展的相互关系的基础上,归纳了当今热障涂层结构设计的４种基本型式：（１）定向凝固高温合金型;（２）颗粒增强复合材料型;（３）梯度功能材料型;（４）多层膜材料型。     

高性能金属及陶瓷基复合材料发展概况

金属基复合材料主要是随航空航天工业上高强度、低密度的要求而出现的，被广泛研究和应用的金属基复合材料是以Al、Mg等轻金属为基体的复合材料。由于连续纤维增强复合材料价格昂贵和生产制造工艺复杂，70年代该材料的研究有所滑坡。随着涡轮发动机中高温部件对于耐高温材料的不断需求，又触发了对金属基复合材料特别是钛基材料研究的复苏。     

钨纤维增强高温合金复合材料的应用前景

看来,高温合金似乎达到其上限,未增强的各向异性高温合金最高承受温度约980℃。过去,航空燃气涡轮发动机性能由于受高温合金使用温度的限制而无法提高。现在,为了进一步改善发动机性能,研究人员的注意力转向定向显微组织材料。例如纤维增强高温合金、单晶定向凝固、共晶合金和氧化物弥散强化高温合金。其它正在研制的新材料为金属间化合物和陶瓷。 在纤维增强高温合金复合材料中,纤维作为主要强化相,因此,其性能是各向异性的,并且在纤维增强方向达到最高性能。与纤维成角度铺层取向获得较好的横向性能。作为纤维增强高温合金复合材料的连续钨纤,维具有极好的高温强度和抗蠕变性能。只要     

一种35Ni-15Cr型铁基高温合金的低倍缺陷

35Ni-15Cr型铁基高温合金,是我国研制和发展的航空发动机涡轮盘材料。它含有4～5％的铝和钛,以形成金属间化合物γ′相进行沉淀强化;含有4％左右的钨和钼以进行固溶强化;含有微量的碳和硼以进行晶界强化;含有15％左右的铬,便于合金表面     

航空发动机用耐高温材料的研究进展

耐高温材料研究对航空航天技术的发展有重要影响,总结了航空发动机用耐高温材料的研究进展,详细论述了高温合金、钛合金、金属间化合物、难熔金属材料、金属陶瓷材料和复合材料等耐高温材料的研究和应用现状,分析了目前存在的问题。简单介绍了金属高温氧化理论及高温合金防护涂层的研究进展。阐述了今后航空发动机用耐高温材料的研究重点。     

热障涂层性能检测技术发展现状

1 前言提升涡轮进口温度是提升航空发动机推重比的重要途径.国内外研究表明,在维持其他条件不变的前提下,涡轮进口温度每升高50℃,可提升航空发动机推力7%~8%.随着技术不断发展,当前最先进的涡扇航空发动机的涡轮进口温度已经超过1900K,该温度远超常用高温合金材料的熔点.因此,如何提升航空燃气涡轮发动机热端部件的耐高温性能成为航空发动机发展的焦点问题之一.从20世纪50年代至今,国内外众多科研工作者针对这一问题开展了大量研究,最终形成了提高航空发动机涡轮叶片耐久性与可靠性的3大技术:高温合金等耐高温结构材料技术、高效气冷技术以及热障涂层技术.     

一种有前途的涡轮用复合材料——钨纤维增强高温合金

使用纤维增强高温合金复合材料可提高燃气涡轮热端零件的工作温度,或许可比现有的高温合金高204℃。 在这类材料中,钨纤维增强高温合金是一种有希     

K3镍基铸造高温合金回炉料的利用

一、问题的提出 我厂从1969年开始试制涡桨型发动机,该发动机涡轮部分的高压、中压涡轮工作叶片,高压涡轮导向叶片等六种叶片毛坯都是采用K3镍基铸造高温合金精密铸造的。 K3镍基铸造高温合金中,有许多价格昂贵的合金元素(如Ni、Cr、Co、Mo、W等),其中Ni占70％,Cr约占10％,Co、Mo、W各占50％左右,主要元素镍是从国外进口的。 长期以来,特别是1973年涡桨型发动机转入批生产后,精铸车间堆积的K3合金回炉料     

钛铝合金（TiAl）应用现状及发展趋势

TiAl基合金密度低,弹性模量高,综合性能指标优于传统高温合金,韧性又高于普通的陶瓷材料,在航空航天材料中展现出令人瞩目的发展前景,成为新一代高温材料的代表之一,被当做高推重比先进军用飞机发动机高压压气机及低压涡轮叶片的首选材料。欧美和日本等国已相继在钛铝合金向先进航空发动机上的应用研究方面取得深入的进展,运用先进的工艺方法,相继研发出高压压气机叶片等零部件,并已交付发动机装配测试。     

国外舰用燃气轮机高温材料研究的发展动向

本综述按照实践的观点并从宏观的角度介绍有关舰用高温材料的发展概况。主要内容包括普通精铸叶片、抗热腐蚀涂层、涡轮盘材料、单晶材料、共晶材料和高温复合材料。     

定向凝固涡轮叶片合金DZ22B的研究EI

ＤＺ２２Ｂ合金是在ＤＺ２２合金的基础上改型的定向凝固涡轮叶片合金，其成分特点是仅含１．０％的铪。合金的力学性能水平与美国著名的定向凝固高温合金ＰＷＡ１４２２相当。经长达５０００ｈ的高温曝晒，未发现ＴＣＰ相析出，力学性能基本稳定。合金已用作某涡轴型发动机高压涡轮叶片材料，并投入批量生产。     

高温合金的发展

尽管金属间化合物、高熔点金属和陶瓷复合材料已是目前高温材料研究的焦点,但高温合金仍在进一步发展。一台现代航空发动机镍基合金的用量占发动机总重量30％以上。包括热端部件使用温度从500至1100℃范围。     

K3合金铸态使用的几个问题

K3铸造高温合金是我国航空发动机中应用甚广的叶片材料,已在13种型号的涡轮发动机上用作不同类型的涡轮叶片和导向叶片,经受了上万小时的试车和飞行使用的考验,已投产使用。     

单晶高温合金雀斑研究进展

为满足先进航空发动机发展需求,航空发动机涡轮叶片的结构日趋复杂,并且作为涡轮叶片首选材料的单晶高温合金中高熔点合金元素含量不断增加,由此导致单晶高温合金涡轮叶片制备过程中结晶缺陷形成倾向增大,直接影响单晶涡轮叶片的质量.本文以单晶高温合金定向凝固过程中出现的一种晶体缺陷——雀斑为讨论对象,综述了近年来雀斑形成机制、判据模型及其控制方法相关研究工作,分析了合金成分、叶片结构、定向凝固工艺和结晶取向对雀斑形成机制的影响,指出考虑不同合金体系中的合金元素与定向凝固过程的参数对雀斑形成的影响,进一步研究复杂结构单晶涡轮叶片雀斑形成规律,建立雀斑预测与控制的有效方法是未来的研究方向.     

一种抗高温氧化的新型可控热膨胀高温合金

—种抗高温氧化的新型可控热膨胀高温合金可控热膨胀高温合金是航空燃气发动机很有用的材料，其尺寸稳定，在广泛温度范围内使转子和静子之间的间隙保持最小，以提高燃气涡轮发动机的热效率。在目前先进航空涡扇发动机中无论是被动间隙控制或是动间隙控制技术中，涡轮机匣...     

冷却速度对K3合金组织和性能的影响

一、前言 铸造高温合金在航空燃气涡轮发动机上作导向叶片和涡轮叶片材料已得到了广泛的应用。对镍基铸造高温合金的大多数研究结果表明,镍基铸造高温合金机械性能的显微结构特征受着铸造工艺参数的影响。我们的研究工作证明,铸造高温合金的组织和性能对铸造、结晶条件的变化相当敏感,即使同一零件不同