国产新型耐高温钛合金叶片完成试验 或用于涡扇15
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近年来,随着推比10等新一代发动机对高温钛合金的迫切需求,600℃高温钛合金、阻燃钛合金、钛化铝合金和碳化硅纤维增强钛复合材料成为新型高温钛合金的发展重点。国内几家科研院所在600℃高温钛合金方面开展了大量研究。如北京航空材料研究院研制的新一代600℃高温钛合金TA-29,其制成的钛合金整体叶盘零件已通过了高温超转破裂、低循环疲劳、叶片振动疲劳强度考核。TA-29钛合金大规格棒材、整体叶盘锻件和零件已具备小批生产能力。公开资料称,TA-29钛合金具有十分优良的高温性能,在其他性能满足设计要求时,还可延伸至620℃左右长期使用。除在航空发动机领域具有很好的应用潜力外,TA-29钛合金在750至800℃仍能保持较高的抗拉强度,可在此温度区间短时使用,在航天领域,可应用于超高声速导弹、火箭、飞行器、空天飞机等装备的机体构件、蒙皮,以及航天发动机的高温部件。
钛化铝(TiAl)合金因其熔点高、比强度高、高温蠕变性能好及抗高温氧化能力好等优点,成为最具应用潜力的高温结构材料之一。在700至850℃温度范围内,钛化铝合金的比强度显著高于普通钛合金和镍基高温合金等材料。美国GE公司研制的GEnx发动机,法美合资的CFM公司最新研制生产的LEAP发动机均采用了钛化铝涡轮叶片,试验证明可显著减轻发动机重量,提高发动机性能和节省约15%的燃油消耗。中国科学院沈阳金属研究所采用离心精密铸造方法制造的国产γ-TiAl合金低压涡轮叶片,已在英国罗罗公司的Trent XWB大推力大涵道比发动机上完成了覆盖一个大修周期的1750次模拟飞行循环考核试验。有关专家称,沈阳金属所研制的γ-TiAl合金在航空航天发动机用低压涡轮叶片和高压压气机叶片、汽车增压涡轮和排气阀等高温结构部件都有着广泛的应用前景。