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钛铝合金:显著提升航空发动机承温能力

来源: 发布时间:(2016-06-28)分类:钛业资讯字体:   

  航空发动机被誉为飞机的心脏,掌握着飞机的能量转换。其核心部件叶片的承温能力直接决定着发动机的性能。为缩短中国与欧美发达国家的差距,中国已将航空发动机和燃气轮机列为“重大科技项目”,并于2016年3月正式成立了“中国航空发动机集团有限公司”。


  2016年6月21日,南京理工大学召开新闻发布会,该校陈光教授团队研制的新型钛铝合金承温能力能够达到900℃以上,比现有发动机核心部件材料的耐高温能力提高150℃-250℃以上。2016年6月20日,国际顶级期刊《自然材料》在线发表了其相关成果。


  发布会上专家介绍,目前制成中国航空发动机核心部件叶片的材料是镍基合金,其耐高温能力在650℃-750℃,温度一旦更高,材料就会“蠕变”即慢慢发生变形。相比镍基合金,钛铝合金不仅有着自身质量小等优点,还有着强度大、塑性高等特点。


  据了解,南京理工大学材料评价与设计教育部工程研究中心陈光教授团队在国家973计划等资助下,设计出钛铝合金家族的新成员“聚片双晶钛铝单晶”(PST钛铝单晶),不仅使其强度、塑性大大增强,其耐高温能力更是达到900℃以上。


  专家介绍,美国GE公司曾经研制出一种代号为“4822”、耐高温能力在650℃-750℃的钛铝合金,替代镍基高温合金,仅仅制造了一款发动机的最后两级低压涡轮叶片,就使得单台发动机减重约200磅,节油20%,氮化物排放量减少80%,噪音显着降低,用于波音787飞机,2007年试飞成功,2009年正式投入商业运营,成为当时航空与材料领域轰动性的进展。而这一材料一旦应用到整个发动机的叶片上,对于飞机发动机的减重、降噪、节油等作用,将更加显着。


  南京理工接下来将尽快完成该合金全面性能测试,真正应用于中国航空发动机的叶片制造。

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