顯著提升航空發(fā)動(dòng)機(jī)承溫能力之鈦鋁合金
南京理工大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)近期研發(fā)的新型鈦鋁合金,其溫度承載能力超過(guò)900,比現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)核心部件材料高150-250,大大提高了發(fā)動(dòng)機(jī)性能。
航空發(fā)動(dòng)機(jī)被稱為飛機(jī)的心臟,控制著飛機(jī)的能量轉(zhuǎn)換。其核心部件葉片的溫度承載能力直接決定了發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。為縮短中國(guó)與歐美發(fā)達(dá)國(guó)家的差距,中國(guó)已將航空發(fā)動(dòng)機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)列為“重大科技項(xiàng)目”,并于2016年3月正式成立“中國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)集團(tuán)有限公司”。
2016年6月21日,南京理工大學(xué)召開(kāi)新聞發(fā)布會(huì)。南京理工大學(xué)陳光教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)的新型鈦鋁合金可承受900以上的溫度,比現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)核心部件材料高150-250。2016年6月20日,國(guó)際頂級(jí)期刊《自然材料》在線發(fā)布了相關(guān)成果。
據(jù)記者會(huì)專家介紹,目前我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的核心部件葉片采用鎳基合金,其耐高溫性能在650-750之間。一旦溫度升高,材料就會(huì)“蠕變”,即緩慢變形。與鎳基合金相比,鈦鋁合金不僅具有重量輕的優(yōu)點(diǎn),而且具有高強(qiáng)度和高塑性的特點(diǎn)。
據(jù)了解,南京理工大學(xué)教育部材料評(píng)價(jià)與設(shè)計(jì)工程研究中心陳光教授團(tuán)隊(duì),在國(guó)家973計(jì)劃支持下,設(shè)計(jì)了鈦鋁合金家族新成員“多層板雙晶鈦鋁單晶”(PST鈦鋁單晶),不僅大大增強(qiáng)了其強(qiáng)度和塑性,而且具有900以上的耐高溫性能。
據(jù)專家介紹,美國(guó)GE公司研制出代號(hào)為“4822”的鈦鋁合金,耐高溫650-750,替代鎳基高溫合金,僅制造一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)低壓渦輪葉片的最后兩級(jí)。使單臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)減重200磅左右,節(jié)油20%,減少氮化物排放80%,噪音顯著降低。用于波音787飛機(jī),2007年試飛。這種材料一旦應(yīng)用到整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片上,對(duì)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的減重、降噪和節(jié)油將起到更加顯著的作用。
南京理工大學(xué)將盡快完成該合金的綜合性能測(cè)試,并真正應(yīng)用于中國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片制造。
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