Anvendelse af titanlegering i aero-motor
Motoren er hjertet i flyet. Roterende dele som motorens blæser, højtrykskompressorskive og knive skal ikke kun modstå store belastninger, men skal også have en vis grad af varmebestandighed. Sådanne arbejdsforhold er for varme til aluminium og for tætte til stål. Titanium er det bedste valg. Titanium har god høj temperaturbestandighed, krybemodstand og oxidationsmodstand ved temperaturer på 300 ~ 650 grader. Samtidig er en vigtig ydelsesindikator for motoren tryk-til-vægt-forholdet, som er forholdet mellem det tryk, der genereres af motoren, og dens masse. De tidligste motorer havde et drivkraft-til-vægt-forhold på 2:3, men nu kan det nå 10. Jo højere tryk-til-vægt-forhold, desto bedre motorydelse. Brug af titanlegering i stedet for den originale nikkelbaserede højtemperaturlegering kan reducere motorens masse og i høj grad forbedre flymotorens tryk-til-vægt-forhold. Titanium bruges i stigende grad i flymotorer. I avancerede udenlandske rumfartsmotorer tegner mængden af højtemperatur titanlegering sig for 25% til 40% af den samlede motormasse. For eksempel er indholdet af titanlegering i tredjegenerationsmotoren F100 25 %, og indholdet af titanlegering i fjerdegenerationsmotoren F119 er 40 %.
Aero-motorkomponenter kræver titanlegeringer for at have god øjeblikkelig styrke, varmebestandighed, varig styrke, krybemodstand ved høje temperaturer og strukturel stabilitet fra stuetemperatur til højere temperaturer. Selvom titanlegeringer af typen og nær- -typen har høj trækstyrke fra stuetemperatur til omkring 300 grader, falder legeringernes krybemodstand og varmebestandige stabilitet kraftigt ved højere temperaturer, så titanlegeringer af typen er sjældne. Brugt. Anvendes i flymotorer. Alfa-type og nær- -type titanlegeringer har gode krybeegenskaber, holdbarhed og svejsbarhed og er velegnede til brug i højtemperaturmiljøer.
titanlegering har ikke kun gode varmebearbejdningsegenskaber, men har også gode omfattende egenskaber i mellem- og højtemperaturmiljøer. Derfor er titanlegeringer af typen -type, nær- -type og - -type meget brugt i rumfartsmotorer.
I øjeblikket er den maksimale driftstemperatur for højtemperatur-titaniumlegeringer, der anvendes i rumfartsmotorer, blevet øget fra 350 grader til 600 grader, hvilket kan opfylde materialebehovene for avancerede motorer. Efter et halvt århundredes indsats fra titanlegeringsforskere over hele verden, Ti811 (Ti-8Al-1Mo-1V), Ti-6Al-2Zr -1Mo-1V, Ti-2.25Al-11Sn-5Zr-1Mo-0.25Si, Ti{{ 18}}.25Al-11Sn-5Zr, Ti-6Al-1.5Cr-2.5Mo-0.5Fe{{29} }.3Si, Ti-5Al-4Mo-4Cr-2Sn-2Zr, Ti-6Al-2Sn{ {38}}Zr-6Mo, Ti-6.2Al- 2.8Mo-2Nb-2Sn-2.1Zr{{48} }.3Cr, Ti-6Al-2.75Sn-4Zr-4Mo-0.45Si, Ti-5.8Al{{59} }Sn -3.5 Zr-0.7Nb-0.5Mo-0.35Si-0.06C), osv. legering.
Ti811 (Ti-8Al-1Mo-1V) legering har fordelene ved lav tæthed, højt elasticitetsmodul, fremragende vibrationsdæmpningsevne, god termisk stabilitet, god svejseydelse og god formbarhed . Dens specifikke stivhed er den højeste blandt alle industrielle titanlegeringer. af. Zhao Yongqing et al. Vi gennemførte en dybdegående undersøgelse af den termiske stabilitet og højtemperaturtræthedsydelse af Ti811-legering og undersøgte indflydelsen af mikrostruktur og prøveoverfladetilstand på den termiske stabilitetsydelse af Ti811-legering. Resultaterne viser, at Ti811-legering med ligeakset struktur og dual-state struktur har god termisk stabilitet; eksistensen af nålelignende struktur reducerer den termiske stabilitet af Ti811 legering. Derudover har undersøgelser vist, at når Ti811-legeringen opvarmes til 425 grader, har overfladeoxidlaget og eksponeringstiden ingen væsentlig indflydelse på legeringens termiske stabilitet.
Ved høje temperaturer på 350 grader og 500 grader stiger træthedsfølsomheden i Ti811 legeringen med stigende temperatur. Krybning er en vigtig faktor, der påvirker FF-fejlen af Ti811-legering ved høje temperaturer. Ændringer i forskydningsamplitude påvirker træthed. Rollen og mekanismen af stressfaktorer og slid under FF-processen.
De i øjeblikket praktiske varmebestandige titanlegeringer er Ti1100 og IMI834, som er blevet brugt i henholdsvis EJ2000 og 55-712 modificerede motorer. På grund af forekomsten af "titanium brand" ulykker, har flammehæmmende titanlegeringer tiltrukket sig mere og mere opmærksomhed. USA, Rusland og andre lande har udviklet nye titanlegeringer med gode flammehæmmende egenskaber. Alloy C er en højstyrke flammehæmmende titanlegering udviklet af Pratt & Whitney i USA. Den er blevet brugt som en vektordysekomponent til F119-motoren. Den nominelle sammensætning af legeringen er Ti-35V-15Cr (massefraktion, %), og legeringen indeholder en stor mængde dyrt metalvanadium. , kombineret med det faktum, at den varme deformationsproces af Alloy-C legeringsbarrer kræver brug af noget specielt udstyr, hvilket yderligere øger materialeprisen. Rusland har forsket i billige Ti-Cu-legeringer og rapporteret BT25- og BT36-legeringer. Kinesiske videnskabelige forskere har lavet en systematisk opsummering og relevant evaluering af det tidlige forskningsarbejde på titanlegeringer til motorer.
