中國管道解決方案提供商:www.tourochina.com

航空航天發動機上所用的材料有哪些?

20190731145307 49405 - 航空航天發動機上所用的材料有哪些?

航空航天發動機發展水平是一國綜合國力、工業基礎和科技水平的集中體現它的研制集中了現代工業最尖端的技術、最先進的工業成果。這篇文章就爲你揭秘,航空航天發動機上所用的材料有哪些。

合金

1. 鋁合金

20190731145307 49405 - 航空航天發動機上所用的材料有哪些?

鋁合金具有比模量與比強度高、耐腐蝕性能好、加工性能好、成本低廉等突出優點,因此被認爲是航空航天工業中用量最起着至關重要的作用。

主要應用位置:發動機艙、艙體結構、承載壁闆、梁、儀器安裝框架、燃料儲箱等。

2. 钛合金

20190731145309 50970 - 航空航天發動機上所用的材料有哪些?

與鋁、鎂、鋼等金屬材料相比,钛合金具有比強度很高、抗腐蝕性能良好、抗疲勞性能良好、熱導率和線膨脹系數小等優點,可以在350~450℃以下長期使用,低溫可使用到-196℃。

主要應用位置:航空發動機的壓氣機葉片、機匣、發動機艙和隔熱闆等。

3. 超高強度鋼

20190731145310 75514 - 航空航天發動機上所用的材料有哪些?

超高強度鋼具有很高的抗拉強度和足夠的韌性,并且有良好的焊接性和成形性。

主要應用位置:航天發動機殼體、發動機噴管、軸承和傳動齒輪。

4. 鎂合金

20190731145310 37312 - 航空航天發動機上所用的材料有哪些?

鎂合金是最輕的金屬結構材料,具有密度小、比強度高、抗震能力強、可承受較大沖擊載荷等特點。

主要應用位置:航天發動機機匣、齒輪箱等。

複合材料

航空發動機的發展之快,尤其是越來越嚴苛的溫度和重量要求,漸進提高的傳統材料已然不能滿足,轉而呼喚材料科學開辟新的體系,那就是複合材料。根據複合材料各自的特點,可用于發動機不同的零部件上。

1. 碳碳複合材料

20190731145310 65986 - 航空航天發動機上所用的材料有哪些?


C/C基複合材料,即碳纖維增強碳基本複合材料,它把碳的難熔性與碳纖維的高強度及高剛性結合于一體,使其呈現出非脆性破壞。由于它具有重量輕、高強度,優越的熱穩定性和極好的熱傳導性,是當今最理想的耐高溫材料,特别是在 1000-1300℃的高溫環境下,它的強度不僅沒有下降,反而有所提高。是近年來最受重視的一種更耐高溫的新材料。最顯著的優點是耐高溫(大約2200℃)和低密度,可使發動機大幅度減重,以提高推重比。

主要應用位置:碳碳複合材料如果能夠解決表面以及界面在中溫時的氧化問題,并能在制備時提高緻密化速度,并降低成本,則有望在航空發動機中得到大量的實際應用。

目前已有部分應用,例如美國的F119發動機上的加力燃燒室的尾噴管,F100發動機的噴嘴及燃燒室噴管,F120驗證機燃燒室的部分零件已采用C/C基複合材料制造。法國的M88-2發動機,幻影2000型發動機的加力燃燒室噴油杆、隔熱屏、噴管等也都采用了C/C基複合材料。

2. 陶瓷基複合材料

20190731145310 37312 - 航空航天發動機上所用的材料有哪些?

陶瓷基複合材料(CMC)由于其本身耐溫高、密度低的優勢,在航空發動機上的應用呈現出從低溫向高溫、從冷端向熱端部件、從靜子向轉子的發展趨勢。

CMC材料具有耐溫高、密度低、類似金屬的斷裂行爲、對裂紋不敏感、不發生災難性損毀等優異性能,有望取代高溫合金滿足熱端部件在更高溫度環境下的使用,不僅有利于大幅減重,而且還可以節約甚至無須冷氣,從而提高總壓比,實現在高溫合金耐溫基礎上進一步提升工作溫度400~500℃,結構減重50%~70%,成爲航空發動機升級換代的關鍵熱結構用材。

主要應用位置:短期目标爲尾噴管、火焰穩定器、渦輪罩環等;中期目标是應用在低壓渦輪葉片、燃燒室、内錐體等;遠期目标鎖定在高壓渦輪葉片、高壓壓氣機和導向葉片等應用。

3. 樹脂基複合材料

20190731145311 22348 - 航空航天發動機上所用的材料有哪些?

先進樹脂基複合材料是以高性能纖維爲增強體、高性能樹脂爲基體的複合材料。與傳統的鋼、鋁合金結構材料相比,它的密度約爲鋼的1/5,鋁合金的1/2,且比強度與比模量遠高于後二者。

主要應用位置:航空發動機冷端部件(風扇機匣、壓氣機葉片、進氣機匣等)和發動機短艙、反推力裝置等部件上得到廣泛應用。

4. 金屬基複合材料

20190731145311 32604 - 航空航天發動機上所用的材料有哪些?

金屬基複合材料主要是指以Al、Mg等輕金屬爲基體的複合材料。在航空和宇航方面主要用它來代替輕但有毒的铍。這類材料具有優良的橫向性能、低消耗和優良的可加工性,已成爲在許多應用領域最具商業吸引力的材料,并且在國外已實現商品化。

主要應用位置:适合用作發動機的中溫段部件。

資源:鍛造法蘭工廠:www.tourochina.com
(本平臺“www.tourochina.com“的部分圖文來自網絡轉載,轉載目的在於傳遞更多科技資訊。我們尊重原創,版權歸原作者所有,若未能找到作者和出處望請諒解,敬請聯系主編,進行删除或付稿費,多謝!)

PREV
NEXT

RELATED POSTS

Leave a Reply

*

*

Inquery now

訂閱我們的新聞

FOLLOW US

YouTube

QQ
Email me
Mail to us