Der Flugtriebwerk ist eine der wichtigsten Komponenten von Flugzeugen.Dies liegt daran, dass es relativ hohe technische Anforderungen stellt und schwierig herzustellen ist.Als wichtiges Antriebsgerät im Flugprozess von Flugzeugen stellt es sehr hohe Anforderungen an die Materialverarbeitung.Es zeichnet sich durch geringes Gewicht, hohe Zähigkeit, Temperaturbeständigkeit, Oxidationsbeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit aus und erfüllt aufgrund der hochwertigen Eigenschaften einer Superlegierung die Anforderungen von Flugzeugtriebwerksmaterialien.
Superlegierungsmaterialien können bei Temperaturen über 600 °C und unter bestimmten Belastungsbedingungen eine gute Leistung beibehalten.Das Aufkommen von Superlegierungsmaterialien soll den anspruchsvollen Anforderungen moderner Luft- und Raumfahrtausrüstung gerecht werden.Nach Jahren der Materialentwicklung sind Superlegierungen zu wichtigen Materialien für die Herstellung von Hot-End-Komponenten in der Luft- und Raumfahrtausrüstung geworden.Entsprechenden Berichten zufolge macht sein Einsatz in Flugtriebwerken mehr als die Hälfte des gesamten Triebwerksmaterials aus.
In modernen Flugtriebwerken ist der Einsatz von Superlegierungsmaterialien relativ groß, und viele Triebwerkskomponenten werden aus Superlegierungen hergestellt, wie z. B. Brennkammern, Leitschaufeln, Turbinenschaufeln sowie Turbinenscheibengehäuse, Ringe und Nachbrenner.Komponenten wie Brennkammern und Heckdüsen werden aus Superlegierungsmaterialien hergestellt.
Anwendung von Superlegierungen in Flugzeugtriebwerken
Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Technologie und der kontinuierlichen Vertiefung des Forschungsgebiets wird die Forschung an neuen rheniumhaltigen Einkristallklingen und neuen Superlegierungen weiterhin erforscht.Neue Materialien werden dem Bereich der Luft- und Raumfahrtausrüstungsfertigung in Zukunft neue Stärke verleihen.
1. Forschung an rheniumhaltigen Einkristallklingen
Einige Studien haben gezeigt, dass bei der Verarbeitung von Materialien mit Einkristallzusammensetzung sowohl Legierungseigenschaften als auch Prozesseigenschaften berücksichtigt werden müssen, da Einkristalle in relativ rauen Umgebungen verwendet werden müssen, weshalb ihnen häufig einige Legierungselemente mit besonderen Effekten zugesetzt werden Materialien zu verbessern.Einkristalleigenschaften.Mit der Entwicklung von Einkristalllegierungen hat sich die chemische Zusammensetzung der Legierung verändert.Wenn dem Material Elemente der Platingruppe (z. B. Elemente Re, Ru, Ir) hinzugefügt werden, kann der Gehalt an feuerfesten Elementen W, Mo, Re und Ta erhöht werden.Erhöhen Sie die Gesamtmenge an Elementen, die schwieriger aufzulösen sind, sodass Elemente wie C, B, Hf vom „entfernten“ Zustand in den „verwendeten“ Zustand überführt werden können;Reduzieren Sie den Gehalt an Cr.Gleichzeitig kann die Zugabe weiterer Legierungselemente dafür sorgen, dass das Material die eingestellte Stabilität bei unterschiedlichen Materialleistungsanforderungen beibehält.
Durch den Einsatz rheniumhaltiger Einkristallblätter kann die Temperaturbeständigkeit deutlich verbessert und die Zeitstandfestigkeit erhöht werden.Die Zugabe von 3 % Rhenium zur Einkristalllegierung und eine entsprechende Erhöhung des Gehalts an Kobalt- und Molybdänelementen kann die Temperaturbeständigkeit um 30 °C erhöhen, und auch die Dauerfestigkeit und Oxidationskorrosionsbeständigkeit können in einem guten Gleichgewicht sein.Zustand, der für die großflächige Anwendung rheniumhaltiger Einkristallblätter in der Luft- und Raumfahrt von Vorteil sein wird.Der Einsatz rheniumhaltiger Einkristallmaterialien für Turbinenschaufeln von Flugzeugtriebwerken liegt im Trend der Zukunft.Einkristallblätter haben offensichtliche Vorteile hinsichtlich Temperaturbeständigkeit, thermischer Ermüdungsfestigkeit, Oxidationsbeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit.
2. Forschung zu neuen Superlegierungen
Es gibt viele Arten neuer Superlegierungsmaterialien. Die gebräuchlichsten sind Pulver-Superlegierungen, ODS-Legierungen, intermetallische Verbindungen und selbstschmierende Hochtemperatur-Metallmaterialien.
Pulver-Superlegierungsmaterial:
Es bietet die Vorteile einer gleichmäßigen Struktur, einer hohen Ausbeute und eines guten Ermüdungsverhaltens.
Intermetallische Verbindungen:
Es kann das Gewicht von Komponenten reduzieren und die Leistung verbessern, was sich sehr gut für die Herstellung von Antriebssystemen eignet.
ODS-Legierungen haben:
Hervorragende Kriechleistung bei hohen Temperaturen, Oxidationsbeständigkeit bei hohen Temperaturen
Selbstschmierende Hochtemperaturmaterialien auf Metallbasis:
Es wird hauptsächlich zur Herstellung von selbstschmierenden Hochtemperaturlagern verwendet, was die Festigkeit des Lagers erhöht und die Tragfähigkeit erhöht.
Mit der zunehmenden Anwendung von Superlegierungs-Hartrohren in Flugzeugtriebwerken wird die Nachfrage danach im zukünftigen Luft- und Raumfahrtbereich weiter steigen.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 02.03.2023