Apr 22, 2024 Jätä viesti

Korkean lämpötilan titaaniseosten kehittäminen ja käyttö

Korkean lämpötilan titaaniseoksia on käytetty laajalti lentokonemoottoreissa niiden erinomaisen lämpölujuuden ja korkean ominaislujuuden vuoksi. Korkean lämpötilan titaaniseosta käytetään pääasiassa ilmamoottorien puhaltimissa ja kompressoreissa, kuten kompressorilevyissä, teriissä, navigaattoreissa, liitäntärenkaissa ja niin edelleen. Titaaniseoksen käyttö alkuperäisen nikkelipohjaisen superseoksen sijaan voi vähentää kompressorin painoa 30–35 %. Titaanin kulutuksen osuus ulkomaisissa kehittyneissä lentokonemoottoreissa on saavuttanut 25–39 %, kuten F100-moottorin titaaniseoksen kulutus on 25 % moottorin kokonaispainosta, V2500-moottori on 31 %, F119-moottori 39 %. Suorituskykyisten lentokonemoottoreiden kehitystarpeet vetävät korkean lämpötilan titaaniseoksen kehitystä, lämpötilan käyttö lisääntyi vähitellen 1950-luvulta Ti-6Al-4V-seokseen, jota edustaa 400 astetta, IMl834-seokseen. edustaa 600 astetta. Yli 600 astetta jyrkkä virumisekestävyyden ja korkean lämpötilan hapettumisenkestävyyden heikkeneminen ovat kaksi pääasiallista estettä, jotka rajoittavat titaaniseosten kehitystä korkeampiin lämpötiloihin. Siksi 600 astetta C pidetään "lämpösulkun" lämpötilana titaaniseosten kehittämiselle.

Vuosien mittaan korkean suorituskyvyn lentokonemoottoreiden tarpeiden täyttämiseksi Eurooppa, Yhdysvallat, Venäjä ja muut ilmailualan kehittyneet maat pitävät erittäin tärkeänä korkean lämpötilan titaaniseoksen tutkimusta ja kehittämistä, ja se on kehittänyt korkean lämpötilassa 350-600 astetta käytetty titaaniseos. Entinen Neuvostoliitto kehitti BT6-, BT3-l-, BT8-, BT9- ja muita titaaniseoksia 1950-luvun lopulla, ja BTl8- ja BT25-lejeeringit kehitettiin 1960- ja 1970-luvuilla. Sittemmin korkean lämpötilan titaaniseosten suorituskyvyn ja käyttöiän parantamiseksi BTl8y, BT25y, BT8M, BT8-1 ja BT8M-1 ja muita korkean lämpötilan titaaniseosten laatuja on parannettu. alkuperäisten metalliseosten perusteella.

Viime vuosina BT36-titaaniseosta on kehitetty vastaavasti HK8-, IIC90A- ja muille moottoreille. Vastaavasti Yhdysvallat myös Ti64-, Ti811-, Ti6242- ja muita titaaniseoksia käytetään JT90-, F{7}}- ja muissa kehittyneissä moottoreissa. Tyypillisten korkean lämpötilan titaaniseosten tärkeimmät tekniset indikaattorit on esitetty taulukossa 2.

Venäjän korkean lämpötilan titaaniseoskehitys on erittäin täydellistä ja kypsää, muodostaen täydellisen titaaniseosjärjestelmän. Valittavissa on kaksi tai kolme valinnaista korkean lämpötilan titaaniseoslaatua tietyllä lämpötilatasolla, kuten seokset, joita voidaan käyttää 500 asteessa, ovat BT8, BT9 ja BT8-1, 550 astetta ovat BT25 ja BT25y ja 600 astetta. ovat BTl8y ja BT36. Venäjä suosittelee BT25y:tä rulettilevyille ja roottorin siipille, joita käytetään 450-550 C asteessa lentokonemoottorin korkeapainekompressoreissa, ja BTl8y:tä rulettilevyille, joita käytetään 550-600 't3:ssa. Vaikka BT36 on kehitetty, se ei näytä saaneen vastaavaa huomiota. Kiina on ottanut käyttöön venäläisen BT36-seoslevyjen ja -tankojen tuotannon, analyysin jälkeen seoslevyissä ja tankoissa on paljon komponenttien erottelua, koostumuksen tasaisuuden ongelmaa ei ole ratkaistu hyvin, ja sen suorituskyky korkeassa lämpötilassa ei ole saavuttanut IMl834-lejeeringin taso.

Ison-Britannian korkean lämpötilan titaaniseos on kehittynyt kypsimmällä, omalla itsenäisellä järjestelmällään muodostaen titaaniseossarjan, jota käytetään eri lämpötiloissa. IMl685-seos on toistaiseksi eniten käytetty ja suurin määrä korkean lämpötilan titaaniseoksia Isossa-Britanniassa, kuten RB211-sarjan moottori, RBl99-moottori, Adour-moottori ja M53-moottori. IMl829-seosta käytetään RB211-535C-moottorin korkeapainekompressorissa. Takaosan 3-levy, rumpu ja taka-akseli on integroitu elektronisuihkuhitsauksella, joka korvaa RB211-535C:n nikkelipohjaisen metalliseosmateriaalin ja vähentää roottorin painoa 30 %. IMl834-metalliseoksen onnistunut kehitys on tarjonnut vankkaa teknistä tukea joillekin korkean suorituskyvyn moottoreille, vaikka kehitysaika ei ole pitkä, mutta sitä on testattu ja sovellettu useissa moottoreissa, kuten Boeing 777 -lentokoneiden valikoimassa suuria siviilimoottoria. Trent700(Turbulence), Kaikki korkeapainekompressorin pyörät, rummut ja taka-akselit on valmistettu IMl834-seoksesta ja hitsattu yhteen elektronisuihkuhitsausprosessilla. Trent700:sta on tullut ensimmäinen uusi siviilimoottori, joka käyttää täysin titaanista korkeapainekompressorin roottoria, mikä vähentää merkittävästi moottorin painoa, ja EJ200-moottorin korkeapainekompressorin roottori käyttää myös IMl834-seosta. IMl834:ää käytetään myös Pratt & Whitney PW350 -moottorissa.

Korkean lämpötilan titaaniseosten kehitys Yhdysvalloissa on myös suhteellisen kypsää, ja suurimmat moottorissa käytetyt seokset ovat pääasiassa Ti-6Al-4V ja Ti-6242S.

Ti-1100-seos perustuu Ti-6242S-seoksen koostumukseen, säätämällä Al-, Sn-, Mo- ja Si-alkuaineiden pitoisuutta lejeeringin maksimikäyttölämpötila nostetaan 600 asteeseen. On selvää, että Ti-1 100-seosta on käytetty Lycomingin T55-712-muokatun moottorin korkeapainekompressorilevyjen ja matalapaineturbiinien siipien valmistuksessa.

Titaaniseosten kehitys Kiinassa on pääasiassa jäljitelmäreittiä, kuten TC11-seos, joka vastaa BT9-lejeerinkiä, TA11, TA19, TC17, joka vastaa Yhdysvaltojen laatua on Ti-811, Ti-6242 S ja Ti-17. Viimeisten 20 vuoden aikana Kiina on alkanut seurata itsensä kehittämisen reittiä ja jäljitellä, kuten korkean lämpötilan titaaniseosta TA12(Ti-55), lisäämällä harvinaista maametallia Nd; TAL2-lejeeringin perusteella Al:n, Sn:n ja Si:n pitoisuutta lisätään sopivasti Ti-60-seoksessa, mikä parantaa edelleen lejeeringin korkean lämpötilan virumisominaisuutta ja lujuutta sekä saavuttaa lejeeringin käyttölämpötilan. 600 astetta. 550 astetta korkean lämpötilan titaaniseos Ti-633G valmistettiin lisäämällä harvinaista maametallia Gd IMl829-lejeeringin perusteella Iso-Britanniasta. Äskettäin Ti-1100-lejeeringin perusteella lisättiin noin 0,1Y ja nimettiin Ti-600.

Lähetä kysely

whatsapp

Puhelin

Sähköposti

Tutkimus