我國新型輕質(zhì)航空航天用高鈮鈦鋁合金將步入產(chǎn)業(yè)化
北京科技大學(xué)新金屬材料國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室稱，具有我國獨(dú)立知識產(chǎn)權(quán)的新一代航空航天用發(fā)動(dòng)機(jī)材料－－高溫高性能高鈮鈦鋁合金材料即將步入產(chǎn)業(yè)化階段，這一技術(shù)將使我國航空航天發(fā)動(dòng)機(jī)材料居世界領(lǐng)先水平。
北科大新金屬材料國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室經(jīng)過20年的研究，發(fā)展了高溫高性能高鈮鈦鋁合金，它比先進(jìn)國家現(xiàn)在使用的一般鈮鈦鋁合金有更高的使用溫度。高溫高性能高鈮鈦鋁合金可以替代高性能變形鎳基高溫合金，密度大約是鎳基高溫合金的一半，使部件有顯著的減少重量的作用。
據(jù)介紹，高鈮鈦鋁合金的應(yīng)用將開辟航空航天、船艦、汽車等重要領(lǐng)域的新發(fā)展，使現(xiàn)有裝備得到突破性發(fā)展。
耐高溫材料一般用于制造噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪葉片。在工作過程中，現(xiàn)代噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪葉片通常要承受1600-1800攝氏度的高溫，同時(shí)還要承受300米/秒左右的風(fēng)速，以及由此帶來的巨大的空氣壓力，工作環(huán)境極為惡劣?，F(xiàn)代渦輪葉片通常采用定向凝固的單晶材料制造，還要在內(nèi)部開辟風(fēng)冷通道，工藝極其復(fù)雜，被譽(yù)為現(xiàn)代工業(yè)皇冠上的明珠。新型高溫高性能高鈮鈦鋁合金可以進(jìn)一步提高渦輪葉片的耐高溫能力，從而允許提高發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口溫度，進(jìn)而增加發(fā)動(dòng)機(jī)推力。
高溫高性能高鈮鈦鋁合金密度大約是鎳基高溫合金的一半，使用它制作發(fā)動(dòng)機(jī)高溫部件可以大大減輕發(fā)動(dòng)機(jī)重量，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)的推重比。
發(fā)動(dòng)機(jī)推重比是評價(jià)現(xiàn)代噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的主要指標(biāo)之一，它對飛機(jī)性能有著決定性的作用。目前世界先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的推重比一般在7.5-9.0之間，美國F-119發(fā)動(dòng)機(jī)這一數(shù)值能達(dá)到11.0，是世界最好的渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)。高溫高鈮鈦鋁合金能夠從增加推力和降低重量兩方面提高發(fā)動(dòng)機(jī)推重比，對我國航空工業(yè)有著十分重要的作用。
２００６年美國波音公司宣布，其７８７民用客機(jī)使用的美國通用公司發(fā)動(dòng)機(jī)低壓渦輪后兩級葉片將采用鈦合金，歐洲的發(fā)動(dòng)機(jī)公司也迅速跟進(jìn)。這將減輕航空發(fā)動(dòng)機(jī)自身重量，也推動(dòng)了全球鈦合金的應(yīng)用熱潮。
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