Apr 22, 2024 Zanechajte správu

Vývoj a aplikácia vysokoteplotných zliatin titánu

Vysokoteplotné titánové zliatiny sa široko používajú v leteckých motoroch kvôli ich vynikajúcej tepelnej pevnosti a vysokej špecifickej pevnosti. Vysokoteplotná titánová zliatina sa používa hlavne vo ventilátoroch a kompresoroch leteckých motorov, ako sú kompresorové disky, lopatky, navigátory, spojovacie krúžky atď. Použitie zliatiny titánu namiesto pôvodnej superzliatiny na báze niklu môže znížiť hmotnosť kompresora o 30 % až 35 %. Podiel spotreby titánu v zahraničných vyspelých leteckých motoroch dosiahol 25 ~ 39%, napríklad spotreba titánovej zliatiny motora F100 predstavuje 25% celkovej hmotnosti motora, motora V2500 je 31%, motora F119 je 39%. Vývojové potreby vysokovýkonných leteckých motorov ťahali vývoj vysokoteplotnej titánovej zliatiny, použitie teploty sa postupne zvyšovalo od 50. rokov 20. storočia na zliatinu Ti-6Al-4V reprezentovanú 400 stupňovou zliatinou IMl834 reprezentované 600 stupňami. Nad 600 stupňov prudký pokles odolnosti proti tečeniu a odolnosť proti oxidácii pri vysokej teplote sú dve hlavné prekážky obmedzujúce vývoj titánových zliatin na vyššie teploty. Preto sa 600 °C považuje za teplotu „tepelnej bariéry“ pre vývoj titánových zliatin.

V priebehu rokov, s cieľom uspokojiť potreby vysokovýkonných leteckých motorov, Európa, Spojené štáty americké, Rusko a ďalšie rozvinuté krajiny v leteckom priemysle pripisujú veľký význam výskumu a vývoju vysokoteplotnej zliatiny titánu, vyvinuli vysokú teplotná titánová zliatina používaná v 350 ~ 600 stupňoch. Bývalý Sovietsky zväz vyvinul BT6, BT3-l, BT8, BT9 a ďalšie druhy titánových zliatin koncom 50. rokov 20. storočia a zliatiny BTl8 a BT25 boli vyvinuté v 60. a 70. rokoch 20. storočia. Odvtedy sa s cieľom zlepšiť výkon a životnosť vysokoteplotných titánových zliatin zlepšili BTl8y, BT25y, BT8M, BT8-1 a BT8M-1 a ďalšie druhy vysokoteplotných titánových zliatin na základe pôvodných zliatin.

V posledných rokoch bola vyvinutá titánová zliatina BT36 pre motory HK8, IIC90A a ďalšie. Podobne, Spojené štáty budú tiež Ti64, Ti811, Ti6242 a ďalšie zliatiny titánu používané v JT90, F-110 a ďalších pokročilých motoroch. Hlavné technické ukazovatele typických vysokoteplotných zliatin titánu sú uvedené v tabuľke 2.

Ruský vývoj vysokoteplotnej titánovej zliatiny je veľmi dokonalý a zrelý a tvorí kompletnú sadu systému titánovej zliatiny. Existujú dva alebo tri voliteľné druhy vysokoteplotných titánových zliatin na určitej teplotnej úrovni, ako sú zliatiny, ktoré možno použiť pri 500 stupňoch, sú BT8, BT9 a BT8-1, 550 stupňov sú BT25 a BT25y a 600 stupňov sú BTl8y a BT36. Rusko odporúča BT25y pre ruletové kotúče a lopatky rotora používané pri 450-550 stupni C vo vysokotlakových kompresoroch leteckých motorov a BTl8y pre ruletové kotúče používané pri 550-600 't3. Hoci bol BT36 vyvinutý, nezdá sa, že by mu bola venovaná zodpovedajúca pozornosť. Čína zaviedla ruskú výrobu zliatinových platní a tyčí BT36, po analýze je na zliatinových platniach a tyčiach veľa segregácií komponentov, problém rovnomernosti zloženia nebol dobre vyriešený a jeho výkon pri vysokej teplote nedosiahol úroveň úroveň zliatiny IMl834.

Britská vysokoteplotná titánová zliatina sa vyvinula ako najvyspelejšia s vlastným nezávislým systémom, ktorý tvorí sériu titánových zliatin používaných pri rôznych teplotách. Doteraz je zliatina IMl685 najpoužívanejšou a najväčším počtom vysokoteplotných zliatin titánu v Spojenom kráľovstve, ako napríklad motor série RB211, motor RBl99, motor Adour a motor M53. Zliatina IMl829 sa používa vo vysokotlakovom kompresore motora RB211-535C. Zadný 3-disk, bubon a zadná náprava sú integrované zváraním elektrónovým lúčom, ktoré nahrádza zliatinový materiál na báze niklu na RB211-535C, čím sa znižuje hmotnosť rotora o 30 %. Úspešný vývoj zliatiny IMl834 poskytol solídnu technickú podporu pre niektoré vysokovýkonné motory, aj keď doba vývoja nie je dlhá, ale bola testovaná a aplikovaná na rôznych motoroch, ako napríklad na lietadle Boeing 777 s civilným veľkým motorom. Trent700 (Turbulence), Všetky kolesá, bubny a zadné hriadele vysokotlakového kompresora sú vyrobené zo zliatiny IMl834 a sú navzájom zvarené procesom zvárania elektrónovým lúčom. Trent700 sa stal prvým novým civilným motorom, ktorý využíva celotitánový rotor vysokotlakového kompresora, čo výrazne znižuje hmotnosť motora a rotor vysokotlakového kompresora motora EJ200 tiež využíva zliatinu IMl834. IMl834 sa používa aj na motore Pratt & Whitney PW350.

Vývoj vysokoteplotných zliatin titánu v Spojených štátoch je tiež relatívne vyspelý a najväčšie zliatiny používané v motore sú hlavne Ti-6Al-4V a Ti-6242S.

Zliatina Ti-1100 je založená na zložení zliatiny Ti-6242S, úpravou obsahu prvkov Al, Sn, Mo a Si sa maximálna teplota použitia zliatiny zvýši na 600 stupňov . Rozumie sa, že zliatina Ti-1 100 bola použitá pri výrobe diskov vysokotlakových kompresorov a lopatiek nízkotlakovej turbíny modifikovaného motora Lycoming T55-712.

Vývoj titánových zliatin v Číne sa má uberať hlavne cestou imitácie, ako napríklad zliatina TC11 zodpovedajúca zliatine BT9, TA11, TA19, TC17, zodpovedajúca triede v Spojených štátoch je Ti-811, Ti-6242 S a Ti-17. V posledných 20 rokoch sa Čína začala uberať cestou vlastného vývoja a napodobňovaním, ako je vysokoteplotná titánová zliatina TA12(Ti{12}}), pridávaním prvku vzácnych zemín Nd; Na základe zliatiny TAl2 je v zliatine Ti-60 primerane zvýšený obsah Al, Sn a Si, čo ďalej zlepšuje vlastnosti tečenia pri vysokých teplotách a pevnosť zliatiny a dosahuje prevádzkovú teplotu zliatiny 600 stupňov. 550 stupňová vysokoteplotná titánová zliatina Ti-633G bola pripravená pridaním prvku vzácnych zemín Gd na báze zliatiny IMl829 z Británie. Nedávno bolo na základe zliatiny Ti-1100 pridané približne 0,1Y a pomenované Ti-600.

Zaslať požiadavku

whatsapp

Telefón

E-mailom

Vyšetrovanie