Ứng dụng siêu hợp kim trong các bộ phận hàng không vũ trụ

Động cơ hàng không là một trong những thành phần cốt lõi nhất của máy bay.Điều này là do nó có yêu cầu kỹ thuật tương đối cao và khó sản xuất.Là một thiết bị năng lượng quan trọng trong quá trình bay của máy bay nên nó có yêu cầu rất cao về vật liệu xử lý.Nó có các đặc tính về trọng lượng nhẹ, độ bền cao, khả năng chịu nhiệt độ, khả năng chống oxy hóa và chống ăn mòn, đồng thời các đặc tính chất lượng cao của siêu hợp kim giúp nó đáp ứng các yêu cầu của vật liệu động cơ máy bay.

Ứng dụng siêu hợp kim trong các bộ phận hàng không vũ trụ (1)

Vật liệu siêu hợp kim có thể duy trì hiệu suất tốt ở nhiệt độ trên 600°C và trong những điều kiện ứng suất nhất định.Sự xuất hiện của vật liệu siêu hợp kim là để đáp ứng các yêu cầu khắt khe của thiết bị hàng không vũ trụ hiện đại.Sau nhiều năm phát triển vật liệu, siêu hợp kim đã trở thành vật liệu quan trọng để sản xuất các bộ phận cấp cao của thiết bị hàng không vũ trụ.Theo các báo cáo liên quan, trong động cơ máy bay, việc sử dụng nó chiếm hơn một nửa toàn bộ vật liệu động cơ.

Trong động cơ máy bay hiện đại, việc sử dụng vật liệu siêu hợp kim là tương đối lớn và nhiều bộ phận động cơ được sản xuất bằng siêu hợp kim, chẳng hạn như buồng đốt, cánh dẫn hướng, cánh tuabin và vỏ đĩa tuabin, vòng và bộ đốt sau.Các bộ phận như buồng đốt và vòi phun đuôi được sản xuất bằng vật liệu siêu hợp kim.

Ứng dụng siêu hợp kim trong động cơ máy bay

Với sự phát triển không ngừng của công nghệ và sự phát triển không ngừng của lĩnh vực thăm dò, nghiên cứu về các lưỡi đơn tinh thể chứa rhenium mới và các siêu hợp kim mới sẽ tiếp tục được khám phá.Những vật liệu mới sẽ tiếp thêm sức mạnh mới cho lĩnh vực sản xuất thiết bị hàng không vũ trụ trong tương lai.

1. Nghiên cứu lưỡi đơn tinh thể chứa rheni

Một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng khi xử lý vật liệu có thành phần tinh thể đơn, cần phải tính đến cả tính chất hợp kim và tính chất xử lý, vì các tinh thể đơn cần được sử dụng trong môi trường tương đối khắc nghiệt, do đó một số nguyên tố hợp kim có tác dụng đặc biệt thường được thêm vào vật liệu để cải thiện.tính chất đơn tinh thể.Với sự phát triển của hợp kim đơn tinh thể, thành phần hóa học của hợp kim đã thay đổi.Trong vật liệu, nếu thêm các nguyên tố nhóm bạch kim (như nguyên tố Re, Ru, Ir), thì hàm lượng của các nguyên tố chịu lửa W, Mo, Re và Ta có thể tăng lên.Tăng tổng lượng các nguyên tố khó hòa tan hơn để có thể chuyển các nguyên tố như C, B, Hf từ trạng thái “đã loại bỏ” sang trạng thái “đã sử dụng”;giảm hàm lượng Cr.Đồng thời, việc bổ sung thêm nhiều nguyên tố hợp kim khác có thể làm cho vật liệu duy trì độ ổn định đã đặt trong các yêu cầu hiệu suất vật liệu khác nhau.

Việc sử dụng các lưỡi dao đơn tinh thể chứa rhenium có thể cải thiện đáng kể khả năng chịu nhiệt độ của nó và tăng cường độ bền của dây leo.Thêm 3% rheni vào hợp kim đơn tinh thể và tăng hàm lượng các nguyên tố coban và molypden một cách thích hợp có thể tăng khả năng chịu nhiệt độ lên 30 ° C, độ bền bền và khả năng chống ăn mòn oxy hóa cũng có thể ở mức cân bằng tốt.trạng thái này, điều này sẽ có lợi cho ứng dụng quy mô lớn của các lưỡi đơn tinh thể chứa rhenium trong lĩnh vực hàng không vũ trụ.Việc sử dụng vật liệu đơn tinh thể chứa rhenium cho cánh tuabin động cơ máy bay là xu hướng trong tương lai.Lưỡi dao đơn tinh thể có những ưu điểm rõ ràng về khả năng chịu nhiệt độ, độ bền mỏi nhiệt, khả năng chống oxy hóa và chống ăn mòn.

Ứng dụng siêu hợp kim trong các bộ phận hàng không vũ trụ (2)

2. Nghiên cứu siêu hợp kim mới

Có nhiều loại vật liệu siêu hợp kim mới, những loại phổ biến hơn là siêu hợp kim dạng bột, hợp kim ODS, hợp chất liên kim loại và vật liệu tự bôi trơn kim loại ở nhiệt độ cao.

Chất liệu siêu hợp kim dạng bột:

Nó có ưu điểm là cấu trúc đồng đều, năng suất cao và hiệu suất mỏi tốt.

Hợp chất liên kim loại:

Nó có thể giảm trọng lượng của các bộ phận và cải thiện hiệu suất, rất phù hợp để chế tạo hệ thống động lực.

Hợp kim ODS có:

Hiệu suất leo nhiệt độ cao tuyệt vời, khả năng chống oxy hóa ở nhiệt độ cao

Vật liệu tự bôi trơn bằng kim loại nhiệt độ cao:

Nó chủ yếu được sử dụng để sản xuất vòng bi tự bôi trơn ở nhiệt độ cao, giúp tăng độ bền của ổ trục và nâng cao khả năng chịu lực.

Với ứng dụng ngày càng tăng của ống cứng siêu hợp kim trong động cơ máy bay, nhu cầu về chúng sẽ tiếp tục tăng trong lĩnh vực hàng không vũ trụ trong tương lai.


Thời gian đăng: Mar-02-2023