本文目录一览:
- 1、涡轮叶片是用什么材料做的?
- 2、汽车涡轮增压器叶轮高速旋转碎裂,是铝合金制,能帮忙解释一下么???
- 3、涡轮发动机对材料要求最为严苛的是哪个部件?
- 4、现代涡轮叶片最耐高温高强度的合金属指的是什么
- 5、听说飞机发动机的涡轮叶片价值和黄金相当,是真的吗
- 6、涡轮增压器并没有多少技术含量,为什么那么贵?
涡轮叶片是用什么材料做的?
汽车涡轮增压器的叶片含贵重稀有金属———铼,这是一种比黄金还贵的金属。汽车身上的增压器,三元催化器相对来说都比较值钱,废品回收都比较青睐
汽车涡轮增压器叶轮高速旋转碎裂,是铝合金制,能帮忙解释一下么???
1增压器出厂时就有质量问题。2排气端叶轮坏的话可能是热车不到位就大油门起步,或者跑完高速直接熄火导致温度骤升骤降引起碎裂。压气端叶轮坏可能是空滤保养不到位,或者更换滤芯时掉进异物所导致
涡轮发动机对材料要求最为严苛的是哪个部件?
航空发动机材料是制造航空发动机气缸、活塞、压气机、燃烧室、涡轮、轴和尾喷管等主要部件所用的结构材料。航空发动机早期采用铝合金、镁合金、高强度钢和不锈钢等制造;后期为适应增加发动机推力、提高飞机飞行速度的需要,钛合金、高温合金和复合材料相继得到应用。在航空发动机中,涡轮叶片由于处于温度最高、应力最复杂、环境最恶劣的部位而被列为第一关键件,并被誉为“王冠上的明珠”。涡轮叶片的性能水平,特别是承温能力成为一种型号发动机先进程度的重要标志,在一定意义上,也是一个国家航空工业水平的显著标志。 [1]
涡轮叶片材料发展
20世纪40年代,喷气式发动机原理早已提出,但没有合适的高温材料用于制造涡轮,发展迟缓。
五六十年代,英国的White公司开发出了镍基高温合金。此外,真空熔炼方法制造高温合金纯度得到提高,性能更好。航空发动机涡轮叶片采用变形高温合金和铸造高温合金。
70年代,随着航空发动机不断追求高推重比,开发出定向凝固、单晶铸造等高温部件制造工艺,使叶片的最高工作温度和耐疲劳性能进一步提高。国外现役发动机叶片材料主要采用第二代和第三代单晶合金。这些单晶合金由于富铼易产生脆性相,近年来研究加入钌或铱以减少脆性倾向,开发出第四代单晶合金。叶片技术发展的趋势是将结构一材料一工艺统一考虑,采用铸造及激光打孔工艺直接制造发散冷却孔道。
80年代,开始研制陶瓷叶片材料,除提高叶片材料的耐温等级外,将由金属间化合物与韧性金属组成的微叠层复合材料作为叶片的“热障涂层”受到重视。该技术依靠耐高温金属间化合物提供高温强度和蠕变抗力,利用高温金属作韧化元素,从而很好地克服了金属间化合物的脆性。采用真空热压箔、物理气相沉积、铸造和固态反应等方法已研制出几种微米层次的微叠层复合材料,包括Nb - Cr2Nb、NB - Nbs Si3以及NB - MoSi2等。微叠层纳米热障涂层可望将叶片的耐温能力提高260C°,除用于叶片外,微叠层复合材料在无疲劳合金涂层、抗砂蚀树脂基复合材料风扇叶片涂层等方面也有应用机遇。
我国发动机叶片材料发展态势良好,仅铸造涡轮叶片材料就超过20种,并开展了单晶镍基高温合金、金属间化合物、陶瓷和C/C复合材料的研制。我国低密变、低成本的第一代单晶合金DD3性能与国外同代合金相当,已用于直升机小发动机涡轮叶片;第二代单晶高温合金DD6正在推广应用于先进的涡轮发动机叶片,其承温能力相当于国外同代合金,而成本更低。就涡轮盘材料而言,除广泛使用的粉末盘及其发展成的双性能粉末盘、三性能粉末盘外,细晶变形盘由于成本低也被看好。俄罗斯制造业坚持认为采用传统熔铸变形盘完全可满足第四、五代发动机的需要。作为一种新的涡轮盘方案,近年来开发了无夹杂的喷射盘。该技术与粉末冶金工艺相比具有工序简化、成本降低的优势,其快凝组织特性又奠定了其性能优势,包括远优于铸锻工艺、相当或高F粉末冶金工艺的强度与持久寿命,优于粉末冶金工艺的塑性、韧性及低周疲劳寿命,因晶粒细化而改善的热加工性能等。由于传统变形盘的工艺设备均能使用,且材料利用率高,成本明显低于粉末盘,因此,喷射盘有可能成为粉末盘的强劲对手。 [1]
涡轮盘材料发展
20世纪40年代的涡轮进口温度约为800~ 900C°,其采用16 -25 -6铁基合金。
50年代,随着涡轮进口温度提高到950℃,出现了沉淀硬化合金,应用沉淀强化原理使合金具有更高的高温强度。
70年代,进口温度提高到了1240℃,出现了Rene95合金和粉末冶金高温合金。
在这些先进航空发动机中,高温材料仍属于核心技术。如军用发动机中的高温钛合金(压气机盘和叶片)、高温合金板材(燃烧室)和粉末冶金材料以及单晶叶片材料(涡轮)等,民用发动机中使用的单晶叶片材料和粉末高温合金涡轮盘材料。 [1]
发展趋势
编辑
发动机热端部件的材料主要以高温合金为主,如钛合金的应用就始于发动机,且至今仍是发动机压气机的主打材料。真空熔炼、定向凝固以及单晶铸造的引入使发动机涡轮进口温度从1940年的700℃增加到2000年的1 650°C,发动机的寿命也大为上升。下一步,涡轮进口温度将从1650℃增加到1715℃,2020年以后可能上升到1977°C。为实现这些苛刻的要求,还要依靠材料、工艺与冷却技术的完美结合。
航空发动机材料的一个重要发展趋势是继续开发新的三、四代单晶合金,美国NASA开发的第四代单晶合金工作温度比第三代高出27~42℃俄罗斯正在开发的ⅨC-55也属于第4代单晶,在1100℃、100h的持久强度高达180~190MPa。美国NASA还打算将工作温度比第四代单晶再提高56℃,这已十分接近合金的熔点了。此外,镍铝型合金也是发展方向之一。
较先进的发动机上高温合金占55%~65%,钛合金用量25%~40%,发动机推重比已达到10,涡轮进口温度达到1650℃。要将发动机的推重比进一步提高,首先要发展高温结构材料,如金属间化合物材料、金属基复合材料、陶瓷及C/C基复合材料等,因此,这些材料也一直是航空发动机材料研究的重点。 [2]
材料特点
编辑
航空发动机的特点是体积小,功率大,各部件的工作条件严酷,特别是转动件在不同的温度、载荷、环境介质(空气,燃气)下工作,大多须用比强度高、耐热性好和抗腐蚀能力强的材料制造。航空发动机的使用期限不尽相同,军用飞机发动机一般为100~1000小时;民用机发动机甚至要求1万小时以上,所用材料的组织和性能须保持长时间稳定。航空发动机早期采用铝合金、镁合金、高强度钢和不锈钢等制造;后期为适应增加发动机推力、提高飞机飞行速度的需要,钛合金、高温合金和复合材料相继得到应用。
使用铸铝合金、合金钢制造的活塞式航空发动机,在1903年装备了第一架螺旋桨式飞机。40年代到50年代初有了高温合金,涡轮喷气发动机才得以研制成功,使飞机的飞行速度超过了音速。60年代由于铸造高温合金和钛合金的应用和发展,涡轮风扇发动机得以研制成功。70年代定向凝固高温合金空心涡轮叶片、粉末高温合金涡轮盘和新的钛合金的出现,使涡轮进口温度提高到1370°C,使涡轮风扇发动机的推重比达到8以上。
活塞式航空发动机 汽缸一般用强度达 1000 兆帕(约100公斤/毫米)的中碳铬-钼-铝钢制做,以便表面渗氮,提高耐磨性和耐蚀性。活塞用强度为300兆帕(约30公斤/毫米)的锻造铝合金制作,再嵌装上合金铸铁涨圈,起耐磨和封严的作用。联杆和曲轴用优质的铬-镍合金钢制造,有耐磨要求的部位还经过渗碳或氮化处理。
涡轮喷气发动机压气机的零部件工作温度一般低于650℃,要求用比强度和疲劳强度高、抗冲击和耐腐蚀的材料制造。离心式压气机的叶轮使用高强度铝合金。轴流式压气机的前风扇叶片用钛合金。低压转子的轮盘和叶片用钢和铝合金,发展趋势是全部用钛合金。高压转子的轮盘和叶片用耐热钢,发展趋势是用高温合金。前机匣用钢或钛合金制造,有的机匣为了隔音还需要用吸音材料。燃烧室内燃烧区的温度高达1800~2000°C,尽管引入气流冷却,燃烧室壁温一般仍在900°C以上,常用易成形、可焊接的高温合金(新型镍基和钴基合金)板材制造。为了防止燃气冲刷、热腐蚀和隔热,常喷涂防护涂层。弥散强化合金不需涂层即可用于制造耐1200°C的燃烧室。燃烧室用的材料均可用于制造加力燃烧室和尾喷管。制造涡轮叶片和涡轮盘的材料是影响发动机性能的重要材料。适宜于制造涡轮叶片的材料有铸造镍基合金。现代试验型发动机的涡轮进口温度已达到1650°C,更高的要求达到1930°C。正在研制定向单晶、定向共晶、钨丝增强镍基合
现代涡轮叶片最耐高温高强度的合金属指的是什么
高温合金主要牌号:
固溶强化型铁基合金:
GH1015、GH1035、GH1040、GH1131、GH1140
时效硬化性铁基合金:
GH2018、GH2036、GH2038、GH2130、GH2132、GH2135、GH2136、GH2302、GH2696
固溶强化型镍基合金:
GH3030、GH3039、GH3044、GH3028、GH3128、GH3536、GH605,GH600
时效硬化型镍基合金:
GH4033、GH4037、GH4043、GH4049、GH4133、GH4133B、GH4169、GH4145、GH4090
国外的高温合金叫包含inconel系列 incoloy系列 Hastelloy系列
成分和性能
镍基合金是高温合金中应用最广、高温强度最高的一类合金。其主要原因,一是镍基合金中可以溶解较多合金元素,且能保持较好的组织稳定性;二是可以形成共格有序的 A3B型金属间化合物γ'[Ni3(Al,Ti)]相作为强化相,使合金得到有效的强化,获得比铁基高温合金和钴基高温合金更高的高温强度;三是含铬的镍基合金具有比铁基高温合金更好的抗yang化和抗燃气腐蚀能力。镍基合金含有十多种元素,其中Cr主要起抗yang化和抗腐蚀作用,其他元素主要起强化作用。根据它们的强化作用方式可分为:固溶强化元素,如钨、钼、钴、铬和钒等;沉淀强化元素,如铝、钛、铌和钽;晶界强化元素,如硼、锆、镁和稀土元素等。
听说飞机发动机的涡轮叶片价值和黄金相当,是真的吗
假的,这里面包含制造成本和工艺。就是耐高温的合金钢,其材质需抗高温、耐高压、抗疲劳,造价等同于黄金。
涡轮(Turbo),是在汽车或飞机的引擎中的风扇,通过利用废气(exhaust gases)把燃料蒸汽(fuel vapour )吹入引擎,以提高引擎的性能。涡轮是一种将流动工质的能量转换为机械功的旋转式动力机械。它是航空发动机、燃气轮机和蒸汽轮机的主要部件之一。
涡轮增压器并没有多少技术含量,为什么那么贵?
呵呵,你觉得没有技术含量是因为原理简单吧。就是发动机在吸气压缩做工排气四个过程中的吸气动作中用增压机为汽缸中加入空气提高含氧量使做工时燃烧更充分,动力更强更省油。虽然说着简单但做起来并不容易。不过目前国内已经有生产涡轮增压发动机的能力了。中国第一台有自主知识产权的发动机就是骏捷上的首台采用涡轮增压技术的自主品牌1.8T发动机。
发布于 2022-07-15 02:05:56 回复
发布于 2022-07-15 02:57:41 回复
发布于 2022-07-15 03:17:49 回复