يعد المحرك الهوائي أحد أهم المكونات الأساسية للطائرات.وذلك لأنه يحتوي على متطلبات فنية عالية نسبيًا ويصعب تصنيعه.باعتباره جهاز طاقة مهمًا في عملية طيران الطائرات، فهو يتطلب متطلبات عالية جدًا لمعالجة المواد.تتميز بخصائص الوزن الخفيف، والمتانة العالية، ومقاومة درجات الحرارة، ومقاومة الأكسدة ومقاومة التآكل، كما أن الخصائص عالية الجودة للسبائك الفائقة تجعلها تلبي متطلبات مواد محركات الطائرات.
يمكن أن تحافظ مواد السبائك الفائقة على أداء جيد عند درجات حرارة أعلى من 600 درجة مئوية وتحت ظروف ضغط معينة.إن ظهور مواد السبائك الفائقة هو تلبية المتطلبات الصعبة لمعدات الطيران الحديثة.بعد سنوات من تطور المواد، أصبحت السبائك الفائقة مواد مهمة لتصنيع المكونات الساخنة لمعدات الطيران.ووفقا للتقارير ذات الصلة، في محركات الطائرات، يمثل استخدامه أكثر من نصف مادة المحرك بالكامل.
في محركات الطائرات الحديثة، يعد استخدام مواد السبائك الفائقة كبيرًا نسبيًا، ويتم إنتاج العديد من مكونات المحرك باستخدام السبائك الفائقة، مثل غرف الاحتراق، ودوارات التوجيه، وشفرات التوربينات، وأغلفة أقراص التوربينات، والحلقات، والحارق اللاحق.يتم إنتاج مكونات مثل غرف الاحتراق وفوهات الذيل باستخدام مواد فائقة السبائك.
تطبيق السبائك الفائقة في محركات الطائرات
مع التطور المستمر للتكنولوجيا والتعميق المستمر لمجال الاستكشاف، سيستمر استكشاف الأبحاث المتعلقة بالشفرات البلورية المفردة الجديدة المحتوية على الرينيوم والسبائك الفائقة الجديدة.ستضيف المواد الجديدة قوة جديدة إلى مجال تصنيع معدات الطيران في المستقبل.
1. بحث عن شفرات بلورية مفردة تحتوي على الرينيوم
أظهرت بعض الدراسات أنه عند معالجة المواد ذات التركيبة البلورية المفردة، يجب أن تؤخذ في الاعتبار خصائص السبائك وخصائص المعالجة، لأن البلورات المفردة تحتاج إلى استخدامها في بيئات قاسية نسبيًا، لذلك غالبًا ما تتم إضافة بعض عناصر صناعة السبائك ذات التأثيرات الخاصة إلى المواد لتحسين.خصائص الكريستال المفرد.مع تطور السبائك أحادية البلورة، تغير التركيب الكيميائي للسبائك.في المادة، إذا تمت إضافة عناصر المجموعة البلاتينية (مثل عناصر Re وRu وIr)، فيمكن زيادة محتوى العناصر المقاومة للحرارة W وMo وRe وTa.زيادة الكمية الإجمالية للعناصر التي يصعب إذابتها، بحيث يمكن تغيير عناصر مثل C وB وHf من الحالة "المزالة" إلى الحالة "المستخدمة"؛تقليل محتوى الكروم.وفي الوقت نفسه، فإن إضافة المزيد من عناصر صناعة السبائك الأخرى يمكن أن يجعل المادة تحافظ على ثبات المجموعة في متطلبات أداء المواد المختلفة.
يمكن أن يؤدي استخدام الشفرات البلورية المفردة المحتوية على الرينيوم إلى تحسين مقاومتها لدرجة الحرارة بشكل كبير وتعزيز قوة الزحف.يمكن أن تؤدي إضافة 3% رينيوم إلى سبيكة بلورة واحدة وزيادة محتوى عناصر الكوبالت والموليبدينوم بشكل مناسب إلى زيادة مقاومة درجات الحرارة بمقدار 30 درجة مئوية، كما يمكن أن تكون القوة المتينة ومقاومة التآكل الأكسدة في توازن جيد.الحالة ، والتي ستكون مفيدة للتطبيق على نطاق واسع للشفرات البلورية المفردة المحتوية على الرينيوم في مجال الفضاء الجوي.يعد استخدام المواد البلورية المفردة المحتوية على الرينيوم لشفرات توربينات المحركات الهوائية اتجاهًا في المستقبل.تتمتع الشفرات البلورية المفردة بمزايا واضحة من حيث مقاومة درجات الحرارة وقوة التعب الحراري ومقاومة الأكسدة ومقاومة التآكل.
2. البحث عن السبائك الفائقة الجديدة
هناك أنواع عديدة من مواد السبائك الفائقة الجديدة، والأكثر شيوعًا هي السبائك الفائقة المسحوقية، وسبائك المواد المستنفدة للأوزون، والمركبات المعدنية، ومواد التشحيم الذاتي المعدنية ذات درجة الحرارة العالية.
مسحوق المواد superalloy:
إنه يتميز بمزايا الهيكل الموحد والإنتاجية العالية وأداء التعب الجيد.
المركبات المعدنية:
يمكنه تقليل وزن المكونات وتحسين الأداء، وهو مناسب جدًا لصنع أنظمة دفع الطاقة.
تحتوي سبائك المواد المستنفدة للأوزون على:
أداء ممتاز للزحف في درجات الحرارة العالية، ومقاومة الأكسدة في درجات الحرارة العالية
مواد التشحيم الذاتي ذات الأساس المعدني ذات درجة الحرارة العالية:
يتم استخدامه بشكل رئيسي لإنتاج محامل التشحيم الذاتي ذات درجة الحرارة العالية، مما يزيد من قوة المحمل ويعزز قدرة التحمل.
مع تزايد تطبيق الأنابيب الصلبة ذات السبائك الفائقة في محركات الطائرات، سيستمر الطلب عليها في الزيادة في مجال الطيران في المستقبل.
وقت النشر: 02 مارس 2023