高溫合金基復合材料
1. 鎳基單晶高溫合金是復合材料嗎
不是復合材料,屬於金屬類功能材料。
2. 金屬材料與復合材料的區別
金屬材料包括純金來屬和合金。
復合自材料是指將兩種或兩種以上限制不同的材料經特殊加工而製成的材料稱為復合材料 。有基 體和增強體兩部分組成 。 如玻璃鋼、碳纖維增強復合材料等。
復合材料的基體材料分為金屬和非金屬兩大類。金屬基體常用的有鋁、鎂、銅、鈦及其合金。非金屬基體主要有合成樹脂、橡膠、陶瓷、石墨、碳等。
而金屬材料中 ---黑色金屬又稱鋼鐵材料,包括含鐵90%以上的工業純鐵,含碳 2%~4%的鑄鐵,含碳小於 2%的碳鋼,以及各種用途的結構鋼、不銹鋼、耐熱鋼、高溫合金 不銹鋼、精密合金等。
3. 高溫合金的使用性能和表徵是什麼
金屬力學性能的表徵
jinshu lixue xingneng de biaozheng
金屬力學性能的表徵
characterization of mechanical properties of metals
表徵金屬在力的作用下的行為的衡量指標,都屬於金屬力學性能所研究的范疇。諸如不同載荷所造成的可逆變形(彈性)、不可逆變形(塑性)、斷裂(脆性斷裂、韌性斷裂、疲勞斷裂等)以及金屬抵抗形變和斷裂能力的衡量指標,如強度、塑性、韌度(脆性)、硬度等(見)。
金屬的力學性能是零件或結構件設計的依據,也是選擇、評價材料和制訂工藝規程的重要參量;在金屬研究上,它們是合金成分設計、顯微組織結構控制所要達到的目標之一,也是反映金屬內部組織結構變化的重要表徵參量。
金屬力學性能隨受載方式、應力狀態、溫度及接觸介質的不同而異。受載方式可以是靜載荷沖擊載荷循環載荷等。應力狀態可以是拉、壓、剪、彎、扭及它們的復合,以及集中應力和多軸應力等。溫度可以是室溫、低溫與高溫。接觸介質可以是空氣、其他氣體、水、鹽水或腐蝕介質。在不同使用條件下,材料具有不同的力學行為和失效現象,因而必須有相應的力學性能指標表徵。下面便是描述金屬材料力學性能的表徵參量,對其中已設專條的,在本條中就從略了。
強度 金屬抵抗永久變形和斷裂的能力的總稱。以光滑拉伸試樣為例,在漸增載荷作用下,材料的典型拉伸應力-應變曲線如圖1[金屬材料的典型拉伸應力-應變曲線]所示。反映金屬材料強度的性能指標有如下幾項。
比例極限() 開始載入時,應力與應變呈直線關系,比例極限則是代表金屬應力與應變成正比關系(即遵守胡克定律)的最大應力。生產中有許多在彈性狀態下工作的零件,要求應力與應變間有嚴格的線性關系,如炮筒和測定載荷、位移的感測器中的彈性元件等,就要根據比例極限來設計。但是,不偏離應力-應變線性關系的最大應力是隨測量儀器的精度而變化的,採用不同的測試方法,對同一材料可以得出不同的值。因此,在工程上就採用了條件規定的方法,中國的國家標准規定,當載荷和伸長之間的線性關系發生偏離時,若該點的切線與載荷軸間夾角的正切值已較其彈性直線部分之值增加50%,則該點所對應的應力便稱為「規定比例極限」。實際上,「規定比例極限」是產生極微量塑性變形(0.001~0.01%)時的應力值。
彈性極限() 見。
屈服強度() 當應力超過彈性極限後繼續載入,有的金屬便會發生「物理屈服」現象,即在應力不增大的情況下,塑性應變不斷增長到一定值(圖1a[金屬材料的典型拉伸應力-應變曲線]曲線上的s點)以後應力-應變才同時以非常數比例繼續增長。這個保持基本恆定的應力(屈服平台應力)稱為屈服點,有時也通稱為屈服強度。對於無明顯物理屈服現象的金屬,則以產生限量的小量塑性應變時的應力作為條件屈服強度。如經常採用的條件屈服強度即為產生0.2%殘余應變時的應力(圖1b[ 金屬材料的典型拉伸應力-應變曲線])。它和上述規定比例極限以及彈性極限只是塑性變形量上不同而已,並無本質的差別,均是金屬對微量或小量塑性變形抗力的表徵。因此,有一種根據不同的需要,選用不同的塑性應變數來表徵微量塑性變形階段材料強度的趨勢,如[hj9]、、和等。屈服強度是設計承受靜載機件或構件的主要依據。
抗拉強度() 超過屈服強度以後應力繼續增加時應變也不斷增長。當應力達到最高點時,對於韌性金屬而言,會在拉伸試樣上發生局部「縮頸」,而使橫截面積減小,因而承載能力開始下降。我們把最高名義應力稱為抗拉強度()。對於脆性材料,例如灰口鑄鐵,當應力達到最高點時,試棒即斷裂,此最高應力也稱抗拉強度。可見抗拉強度對於韌性金屬是表徵其極限均勻塑性變形的抗力,即塑性失穩的起始應力。對於脆性金屬,抗拉強度則表徵其斷裂抗力。不論對韌性金屬還是脆性金屬,由於與所對應的載荷是金屬在單向靜拉伸時試樣(或工件)所能承受的最大載荷,因此習慣上也把稱為強度極限(UTS)抗拉強度常作為評定金屬的依據,對於脆性金屬也是設計的依據。
斷裂強度(或) 通常,金屬的實際斷裂強度(或)是由試樣斷裂時的載荷除以試樣斷裂處實際橫截面積而求得的。只有根據試樣的實際斷裂情況才能確定它的意義。對於在彈性階段脆斷的金屬,相當於,也相當於;對於均勻塑變後即斷裂的金屬, 則相當於真實抗拉強度;對於頸縮後斷裂的金屬, 則實際上主要反映金屬對剪切斷裂抗力的大小。的數值要受試驗機系統剛性的影響,同一金屬,在不同試驗機上試驗,可得到不同的值。
塑性 金屬的塑性又稱范性, 為其在斷裂前可以承受的塑性變形的總量。常用的塑性指標是光滑試樣拉伸試驗所得到的伸長率,即拉斷後試棒伸長的百分數 =[374-1]和斷面收縮率,即拉斷後試棒最小斷面積對原始斷面積縮小的百分數 [327-02]。在技術意義上,材料具有一定的塑性容量,可以使工件受載時通過局部發生的塑性變形,而使應力重新分布,從而減少應力集中的程度,減少金屬脆斷的傾向。又如金屬的塑性較大,則該金屬的塑性變形與形變強化相結合,使金屬冷變形成型工藝成為可能。
超塑性 一般工業用金屬的室溫塑性大都在百分之幾到百分之幾十的范圍。而某些金屬在特定的組織狀態下(主要是超細晶粒)、特定的溫度范圍內和一定的變形速度下表現出極高的塑性,伸長率可達百分之幾百甚至百分之幾千,這種現象稱為「超塑性」。它顯然有利於塑性加工。超塑性首先在Al-Zn合金中發現,應用也較廣泛。近年來在鐵基、鐵鎳基合金以及鈦合金等方面也開展了大量研究,在工業中已得到應用。
真應力-真應變曲線和形變強化 大多數金屬(尤其是韌性金屬),當外加應力達到屈服極限後,欲使變形繼續,必須繼續增加外力,即金屬的塑性變形抗力隨塑性變形量的增加而增加,如圖1[金屬材料的典型拉伸應力-應變曲線]所示。這種現象稱為形變強化或加工硬化。金屬的形變強化從屈服極限開始直至斷裂為止的過程中都存在,但是在圖1[金屬材料的典型拉伸應力-應變曲線]所示的條件應力-應變曲線上,並不能真實反映金屬的形變強化,這是由於在這種曲線上,各點應力均是以該點的載荷除以試樣的原始截面積來表示的,未考慮截面收縮;因此,塑性變形量越大,條件應力和試樣上所承受的真實應力的偏差也越大;「縮頸」後,由於局部區域截面積的急劇減少,這種偏差更大,出現應力超過後,強度隨應變的增加而降低的情況。真實力-真應變曲線能全面描述金屬從彈性變形開始直至斷裂的全過程的應力-應變關系,如圖2[工業純鐵的真應力-真應變曲線]所示其中真應力是由曲線上各點的瞬時載荷除以試樣相應截面積求得,真應變是由瞬時試樣伸長的微分值d與瞬時試樣長度之比的積分求得,即[328-01]。這種-曲線也稱流變強化曲線或硬化曲線,Hollomon公式=是這條曲線的最簡單的擬合表達式。式中的稱為形變強化指數,稱為形變強化系數,和均為表徵形變強化的材料常數形變強化是金屬的可貴性質之一,對金屬壓力加工以及確保機件在偶爾超載時的安全有重要作用。形變強化也是金屬材料的一種有效強化手段,與合金化、熱處理處於同等地位(見)。
韌性 又名韌度。金屬在斷裂前吸收變形能量的能力。在靜載情況下可用應力-應變曲線下的面積來衡量,即以斷裂前單位體積吸收的變形功作為韌性的定量指標,稱為靜力韌度。
金屬的韌性隨載入速度的提高、溫度的降低、應力集中程度的加劇而下降。沖擊韌性試驗,就是綜合應用較高沖擊速度和缺口試棒的應力集中,來測定金屬從變形到斷裂所消耗的沖擊能量的大小,即韌性的高低。
中國常用的沖擊韌性試驗是用一個 U型缺口方試棒, 將其置於支座上, 然後用擺錘落下將其一次沖斷。用沖斷試棒所消耗的沖擊功除以試棒缺口根部截面積所得商值(單位為kgfm/cm),定義為沖擊韌度() 有些國家則常用帶V型缺口的試棒,直接以沖斷試棒所消耗的沖擊功作為夏氏沖擊韌度(CVN值),而不將此沖擊功除以試棒缺口截面積。不論或 CVN都是在特定條件下測得的沖擊值。應該注意的是,沖擊韌性試驗和某些承受反復沖擊載荷的零件服役條件不同,對於這些零件,它們的服役性能應用小能量多次沖擊(或沖擊疲勞)試驗來衡量。
一次沖擊試驗也常用於評定材料的冷脆傾向。即將金屬在一系列不同的試驗溫度下進行一次沖擊試驗 (即所謂「系列沖擊試驗」),而後確定反映材料冷脆傾向的冷脆轉化溫度對於試驗一般採用能量法即[328-02]所對應的溫度表示。對於CVN試樣,一般根據宏觀斷口形貌確定,當斷口上脆性斷口佔50%時所對應的溫度稱為斷口形貌轉化溫度FATT50。 用系列沖擊試驗測定的冷脆轉化溫度和FATT50等都是條件性的,只能作為材料脆性傾向的評定。低溫斷裂韌度試驗可對金屬的冷脆性作出更合理的評價(見)。此外,還有表徵材料在高溫條件下的高溫力學性能的指標(見);材料在循環或反復載入條件下表徵其力學性能的指標(見)。
4. 金屬材料與復合材料的區別。急!!!!!
鑄鐵是一種合金,來由鐵、碳源和硅組成。合金是由兩種或兩種以上的金屬與非金屬經一定方法所合成的具有金屬特性的物質。
而復合材料(Composite materials)是由兩種或兩種以上不同性質的材料,通過物理或化學的方法,在宏觀上組成具有新性能的材料。須不同性質!所以合金不是復合材料。
5. 什麼是單晶高溫合金
單晶高溫合金由以單個晶體為單位,因其合金化程度高,彌補了傳統的鑄鍛高溫合金鑄錠偏析嚴重、熱加工性能差、成形困難等難點,主要用於渦輪盤、壓氣機盤、鼓筒軸、封嚴盤、封嚴 環、導風輪以及渦輪盤高壓擋板等高溫承力轉動部件。
粉末、鑄鍛、單晶高溫合金相關發展及應用
在航空發動機的製造中,粉末高溫合金因其合金化程度高,彌補了傳統的鑄鍛高溫合金鑄錠偏析嚴重、熱加工性能差、成形困難等難點,主要用於渦輪盤、壓氣機盤、鼓筒軸、封嚴盤、封嚴 環、導風輪以及渦輪盤高壓擋板等高溫承力轉動部件,其中高性能發動機最關鍵部件之一的渦輪盤件製造技術已成為航空發動機的標志之一。
目前,超塑性等溫鍛造的粉末高溫合金渦輪盤已 用於西方許多軍用飛機發動機(這是第四代乃至更高性能的先進飛機的必要條件)。
在國內,一直以來大噸位擠壓設備的缺乏使得擠壓+超塑性鍛造工藝無法實施,近期北重集團3.6萬噸黑色 金屬垂直擠壓機的建造則意味著邁進了重要的一步。加上去年年度鎳基單晶高溫合金(單晶體的晶界最少,從而可以達到高度的抗蠕變性能,因而高溫合金的單晶體鑄造是西方國家高技術出 口管制中的重點技術之一)的進展,意味著高推重比的航空發動機製造有了一定的材料基礎。
6. 鈦合金和高溫合金可以做梯度材料嗎
高溫合金知識
高溫合金是在高溫嚴酷的機械應力和氧化、腐蝕環境下應用的一類合金。隨著科技事業的發展,高溫合金逐漸形成六個較為完整的部分。
一、變形高溫合金
變形高溫合金是指可以進行熱、冷變形加工,工作溫度范圍-253~1320℃,具有良好的力學性能和綜合的強、韌性指標,具有較高的抗氧化、抗腐蝕性能的一類合金。按其熱處理工藝可分為固溶強化型合金和時效強化型合金。
1、固溶強化型合金
使用溫度范圍為900~1300℃,最高抗氧化溫度達1320℃。例如GH128合金,室溫拉伸強度為850MPa、屈服強度為350MPa;1000℃拉伸強度為140MPa、延伸率為85%,1000℃、30MPa應力的持久壽命為200小時、延伸率40%。固溶合金一般用於製作航空、航天發動機燃燒室、機匣等部件。
2、時效強化型合金
使用溫度為-253~950℃,一般用於製作航空、航天發動機的渦輪盤與葉片等結構件。製作渦輪盤的合金工作溫度為-253~700℃,要求具有良好的高低溫強度和抗疲勞性能。 例如:GH4169合金,在650℃的最高屈服強度達1000MPa;製作葉片的合金溫度可達950℃,例如:GH220合金,950℃的拉伸強度為490MPa,940℃、200MPa的持久壽命大於40小時。
變形高溫合金主要為航天、航空、核能、石油民用工業提供結構鍛件、餅材、環件、棒材、板材、管材、帶材和絲材。
二、鑄造高溫合金
鑄造高溫合金是指可以或只能用鑄造方法成型零件的一類高溫合金。其主要特點是:
1. 具有更寬的成分范圍 由於可不必兼顧其變形加工性能,合金的設計可以集中考慮優化其使用性能。如對於鎳基高溫合金,可通過調整成分使γ』含量達60%或更高,從而在高達合金熔點85%的溫度下,合金仍能保持優良性能。
2. 具有更廣闊的應用領域 由於鑄造方法具有的特殊優點,可根據零件的使用需要,設計、製造出近終形或無餘量的具有任意復雜結構和形狀的高溫合金鑄件。
根據鑄造合金的使用溫度,可以分為以下三類:
第一類:在-253~650℃使用的等軸晶鑄造高溫合金 這類合金在很大的范圍溫度內具有良好的綜合性能,特別是在低溫下能保持強度和塑性均不下降。如在航空、航天發動機上用量較大的K4169合金,其650℃拉伸強度為1000MPa、屈服強度850MPa、拉伸塑性15%;650℃,620MPa應力下的持久壽命為200小時。已用於製作航空發動機中的擴壓器機匣及航天發動機中各種泵用復雜結構件等。
第二類:在650~950 ℃使用的等軸晶鑄造高溫合金 這類合金在高溫下有較高的力學性能及抗熱腐蝕性能。例如K419合金,950℃時,拉伸強度大於700MPa、拉伸塑性大於6%;950℃,200小時的持久強度極限大於230MPa。這類合金適於用做航空發動機渦輪葉片、導向葉片及整鑄渦輪。
第三類: 在950~1100℃ 使用的定向凝固柱晶和單晶高溫合金 這類合金在此溫度范圍內具有優良的綜合性能和抗氧化、抗熱腐蝕性能。例如DD402單晶合金,1100℃、130MPa的應力下持久壽命大於100小時。這是國內使用溫度最高的渦輪葉片材料,適用於製作新型高性能發動機的一級渦輪葉片。
隨著精密鑄造工藝技術的不斷提高,新的特殊工藝也不斷出現。細晶鑄造技術、定向凝固技術、復雜薄壁結構件的CA技術等都使鑄造高溫合金水平大大提高,應用范圍不斷提高。
三、粉末冶金高溫合金
採用霧化高溫合金粉末,經熱等靜壓成型或熱等靜壓後再經鍛造成型的生產工藝製造出高溫合金粉末的產品。採用粉末冶金工藝,由於粉末顆粒細小,冷卻速度快,從而成分均勻,無宏觀偏析,而且晶粒細小,熱加工性能好,金屬利用率高,成本低,尤其是合金的屈服強度和疲勞性能有較大的提高。
FGH95粉末冶金高溫合金,650℃拉伸強度1500MPa;1034MPa應力下持久壽命大於50小時,是當前在650℃工作條件下強度水平最高的一種盤件粉末冶金高溫合金。粉末冶金高溫合金可以滿足應力水平較高的發動機的使用要求,是高推重比發動機渦輪盤、壓氣機盤和渦輪擋板等高溫部件的選擇材料。
四、氧化物彌散強化(ODS)合金
是採用獨特的機械合金化(MA)工藝,超細的(小於50nm)在高溫下具有超穩定的氧化物彌散強化相均勻地分散於合金基體中,而形成的一種特殊的高溫合金。其合金強度在接近合金本身熔點的條件下仍可維持,具有優良的高溫蠕變性能、優越的高溫抗氧化性能、抗碳、硫腐蝕性能。
目前已實現商業化生產的主要有三種ODS合金:
MA956合金 在氧化氣氛下使用溫度可達1350℃,居高溫合金抗氧化、抗碳、硫腐蝕之首位。可用於航空發動機燃燒室內襯。
MA754合金 在氧化氣氛下使用溫度可達1250℃並保持相當高的高溫強度、耐中鹼玻璃腐蝕。現已用於製作航空發動機導向器蓖齒環和導向葉片。
MA6000合金 在1100℃拉伸強度為222MPa、屈服強度為192MPa;1100℃,1000小時持久強度為127MPa,居高溫合金之首位,可用於航空發動機葉片。
五、金屬間化合物高溫材料
金屬間化合物高溫材料是近期研究開發的一類有重要應用前景的、輕比重高溫材料。十幾年來,對金屬間化合物的基礎性研究、合金設計、工藝流程的開發以及應用研究已經成熟,尤其在Ti-Al、Ni-Al和Fe-Al系材料的制備加工技術、韌化和強化、力學性能以及應用研究方面取得了令人矚目的成就。
Ti3Al基合金(TAC-1),TiAl基合金(TAC-2)以及Ti2AlNb基合金具有低密度(3.8~5.8g/cm3)、高溫高強度、高鋼度以及優異的抗氧化、抗蠕變等優點,可以使結構件減重35~50%。 Ni3Al基合金,MX-246具有很好的耐腐蝕、耐磨損和耐氣蝕性能,展示出極好的應用前景。Fe3Al基合金具有良好的抗氧化耐磨蝕性能,在中溫(小於600℃)有較高強度,成本低,是一種可以部分取代不銹鋼的新材料。
六、環境高溫合金
在民用工業的很多領域,服役的構件材料都處於高溫的腐蝕環境中。為滿足市場需要,根據材料的使用環境,歸類出系列高溫合金。
1、 高溫合金母合金系列
2、 抗腐蝕高溫合金板、棒、絲、帶、管及鍛件
3、 高強度、耐腐蝕高溫合金棒材、彈簧絲、焊絲、板、帶材、鍛件
4、 耐玻璃腐蝕系列產品
5、 環境耐蝕、硬表面耐磨高溫合金系列
6、 特種精密鑄造零件(葉片、增壓渦輪、渦輪轉子、導向器、儀表接頭)
7、 玻棉生產用離心器、高溫軸及輔件 8、 鋼坯加熱爐用鈷基合金耐熱墊塊和滑軌
9、 閥門座圈
10、 鑄造「U」形電阻帶
11、 離心鑄管系列
12、 納米材料系列產品
13、 輕比重高溫結構材料
14、 功能材料(膨脹合金、高溫高彈性合金、恆彈性合金系列)
15、 生物醫學材料系列產品
16、 電子工程用靶材系列產品
17、 動力裝置噴嘴系列產品
18、 司太立合金耐磨片
19、 超高溫抗氧化腐蝕爐輥、輻射管。
7. 什麼是金屬基復合材料
與非金屬基復合材料相比,金屬基復合材料的潛力尚未充分發揮,應用面比較窄,成熟的品種很少。這種情況一直到20世紀70年代中期才略有好轉。1974年,美國材料咨詢局第一次肯定了研製和使用金屬基復合材料的正確性,表示對這項工作要重視和支持。這主要是航空、航天、能源工業的發展提出的一系列嚴格的要求,看來只有依賴金屬基復合材料和精陶瓷才能夠解決。金屬基復合材料所用的增強劑除了石墨、硼(硼硅克)纖維外,還有高強度鋼絲、高熔點合金絲(鎢、鉬)和晶須(氧化鋁、碳化硅)等。這些纖維分別用來與鋁、鎂、鈦、銅和鎳鈷基高溫合金組成復合材料。
硼—鋁復合材料的研製起步最早,取得了一定效果。這種材料用於太空梭的中機身構架管,可減重80公斤。採用硼—鋁復合材料的飛機為數不多,目前只有F—111、S—3A等,此外還有「阿特拉斯」導彈的殼體。
硼—鋁復合材料最有希望的潛在用途是製造噴氣發動機的壓氣機及風扇葉片,如用其代替鈦合金可減重33%,節省成本45%左右。美國幾家主要發動機公司如普拉特•惠特尼、通用電器、TRW等均進行過硼—鋁復合材料風扇葉片的研究。JT8D發動機上試用硼—鋁壓氣機葉片,工作溫度達到300℃,此外,在TF—41—P3發動機上還試用了鈹—鋁壓氣機葉片。
石墨—鋁復合材料也具有很高的比強度和比模量,適合直升機、導彈、坦克和突擊浮橋使用。CH47直升機的傳動機,採用了多層石墨—鋁護板,大大減少了振動噪音,此外石墨—鋁和石墨—鎂將被用在人造衛星和大型空間結構上,如衛星支撐架、平面天線體、可折式拋物面天線助等。
鎳基和鈷基高溫合金使用高熔點鉬、鎢絲式晶須增強後成為耐熱復合材料。這項工作在許多國家開展多年,目的是為了滿足工作溫度和載荷日益提高的先進渦輪發動機的需要。利用這種耐熱復合材料製成實心渦輪葉片,可以提高渦輪的溫度和轉數,減少渦輪級數和冷卻氣體的消耗,為改進發動機創造了條件。採用加有二氧化釷和碳化鉿的鎢絲增強復合材料,工作溫度為1160~1200℃,至少比目前的渦輪工作溫度提高100℃。
利用氧化鋁晶須氈或單晶纖維增強熔點鉬鎢後,可以耐更高的溫度,在1650℃時的強度為鎢的兩倍,作為火箭噴口材料已通過試驗。
以鋼板為基體的各種層壓板也是一種通用的復合材料。例如波音767和757飛機上採用的一種包不銹鋼鋁板,可以代替鈦合金作為發動機的防火材料,重量輕而價格低。
另一種是以鋼板為基、多孔青銅的中間層、聚四氟乙烯塑料為表面層的三層復合材料,可用於製造載重汽車底盤襯套、機床導軌和在高溫腐蝕介質中工作的軸承。
超導電纜也是一種復合材料,它是以銅—錫合金為基體,埋人295根鈮線後組成,經過擴散處理在界面形成七微米厚的Nb2Sn金屬化合物,它具有超導性,可以用於製造磁懸浮高速列車、核聚變反應堆電磁鐵、儲能超導感應器、超導發電機等新產品。
8. 金屬基復合材料的分類
金屬來基復合材料按增強體的自類別來分類,如纖維增強(包括連續和短切)、晶須增強和顆粒增強等,按金屬或合金基體的不同,金屬基復合材料可分為鋁基、鎂基、銅基、鈦基、高溫合金基、金屬間化合物基以及難熔金屬基復合材料等。由於這類復合材料加工溫度高、工藝復雜、界面反應控制困難、成本相對高,應用的成熟程度遠不如樹脂基復合材料,應用范圍較小。
9. 我國航空發動機高溫合金材料問題出在哪兒
航空發動機的要害是提高推重比和降低油耗,因此高溫材料是決定性因素。在一台先進發動機專上,高溫合金屬和鈦合金分別占發動機總重的55%~65%和25%~40%,所以研發高溫合金及鈦合金對提高發動機性能來說至為重要,其中渦輪葉片及渦輪盤材料更為關鍵,因受力復雜且處於高溫高速高壓的狀態中,工作時間又長。總的來看,我國高溫合金已形成了比較完整的體系,但從水平來看與需求還有不小差距。
此外,還有一大批先進樹脂基復合材料、座艙玻璃材料、橡膠密封材料、先進塗層和鍍層、功能材料等,體現了20世紀90年代國際航空材料發展水平,滿足了我國現代批量生產飛機、發動機、機載設備對材料的需求,也為設計新一代航空產品做了一定的技術儲備,具有鮮明的先進性。
航空材料質量要求高,品種規格多,和其它高技術一樣,對我國材料製造技術和製造業有很強的帶動性。如發展很快的工業燃氣輪機所需高溫材料,在很多方面是在航空用高溫合金的基礎上進行開發的。只是工業燃氣輪機所要求的葉片與輪盤尺寸大,工作時間長,又要耐熱腐蝕,難度更大一些。
10. 先進材料(如高溫合金、陶瓷和復合材料等)與鋼結構材料相比,在工程結構應用中的區別
先進材料(如高溫合金、陶瓷和復合材料等)與鋼結構材料相比,在工程結構應用中的區別