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涡轮叶片制造技术和工作的环境都是什么样的

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涡轮叶片制造技术和工作的环境都是什么样的

发布日期:2018-08-20 作者: 点击:

  涡轮叶片也称动叶片,是涡轮发动机中工作条件恶劣的部件,又是重要的转动部件。在航空发动机热端部件中,涡轮叶片承受发动机起动、停车循环的高温燃气冲刷、温度交变,转子叶片受高转速下的离心力作用,要求材料在高温下具有一定蠕变强度、热机械疲劳强度、抗硫化介质腐蚀等。先进航空发动机的燃气进口温度达1380℃,推力达226KN。涡轮叶片承受气动力和离心力的作用,增压器涡轮叶片部分承受拉应力大约140MPa;叶根部分承受平均应力为280~560MPa,相应的叶身承受温度为650~980℃,叶根部分约为760℃。涡轮叶片的性能水平(特别是承温能力)成为一种型号发动机先进程度的重要标志,从某种意义上说,未来发动机叶片的铸造工艺直接决定了发动机的性能 ,也是一个国家航空工业水平的显著标志。因此,涡轮叶片材料要具有足够的高温拉伸强度、持久强度和蠕变强度,增压器动叶片要有良好的疲劳强度及抗氧化、耐燃气腐蚀性能和适当的塑性。此外,还要求长期组织稳定性、良好的抗冲击强度、可铸性及较低的密度。

  半个多世纪以来,涡轮叶片的承温能力从上世纪 40 年代的 750℃提高到了 90 年代的 1500℃左右再到目前的2000℃左右。而镍基高温合金单晶叶片与定向凝固叶片相比可提高工作温度 25℃~50℃,而每提高 25℃从工作效率的角度来说就相当于提高叶片工作寿命 3 倍之多。应该说,增压器涡轮厂家这一巨大成就是叶片合金、铸造工艺、叶片设计和加工以及表面涂层各方面共同发展所做出的共同贡献。随着社会的不断发展,飞行器的性能正日新月异提升,航空发动机作为飞行器的核心,在现代航空飞行器的发展中扮演的角色也越来越重要。


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