文档介绍：航空材料——之发动机涡轮叶片班级:发动机 1102 航空材料与热处理论文---- 飞机发动机涡轮叶片引言近半个多世纪以来, 航空发动机技术取得了巨大的进步, 军用发动机推重比从初期的 2~3提高到 10甚至 20, 这就对材料和制造技术的发展提出了更高的要求。航空发动机涡轮叶( 包括涡轮工作叶片和导向叶片) 是航空发动机中承受温度载荷最剧烈和工作环境最恶劣的部件之一,在高温下要承受很大、很复杂的应力,因而对其材料的要求极为苛刻。自20世纪四十年代以来,对航空发动机涡轮叶片用材料,国内外都投入了大量的人力、物力进行研究,研制出了不同的系列,满足了航空发动机发展的需求。关键词:涡轮叶片;防腐与维护; K403 合金;热处理;显微组织一、国外概况航空发动机涡轮叶片用材料最初普遍采用变形高温合金。随着材料研制技术和加工工艺的发展, 铸造高温合金逐渐成为涡轮叶片的候选材料。美国从 20 世纪 50 年代后期开始尝试使用铸造高温合金涡轮叶片, 前苏联在 60 年代中期应用了铸造涡轮叶片, 英国于 70 年代初采用了铸造涡轮叶片。而航空发动机不断追求高推重比,使得变形高温合金和铸造高温合金难以满足其越来越高的温度及性能要求, 因而国外自 70 年代以来纷纷开始研制新型高温合金,先后研制了定向凝固高温合金、单晶高温合金等具有优异高温性能的新材料; 单晶高温合金已经发展到了第 3 代。 80 年代, 又开始研制了陶瓷叶片材料, 在叶片上开始采用防腐、隔热涂层等技术。二、中国概况中国高温合金的研制始于 1956 年。 1957 年成功研制出第 1 种涡轮叶片材料 GH4033, 但是, 由于当时生产水平较低, 工艺未完善, 航空发动机制造用材料基本上是从前苏联进口的。直至 60年代初,由于中苏关系恶化,无法从前苏联进口材料,发动机的生产面临材料短缺。在此情况下,中国相关部门联合开展技术攻关,解决了 GH4033 、GH4037 、 GH4049 等材料的生产质量和工艺问题, 开始书写了研制中国发动机涡轮叶片用变形高温合金的新篇章。在变形高温合金成功研制的基础上,中国又相继研制了 K403 、K405 、 K417 、K418 和K423 等一系列等轴晶铸造高温合金,满足了国内航空发动机生产以铸造代锻造, 使导向叶片和涡轮叶片铸造化的要求, 并在 70 年代应用于航空发动机制造。 70年代末,中国开始了定向凝固柱晶高温合金、单晶高温合金、金属间化合物基高温合金等新材料的研制工作, 先后研制成功了 DZ4 、DZ22 、DZ125 等定向凝固柱晶高温合金, DD3 、DD4, DD6 等单晶高温合金,IC6, IC6A, IC10 等金属间化合物基高温合金, 并已应用于中国各型号航空发动机涡轮工作叶片和导向叶片的制造。从表 1 列出的中国涡轮叶片用主要材料的概况中看出, 航空发动机的发展对涡轮叶片用材料的使用温度提出了越来越高的要求; 中国涡轮叶片用材料也从变形高温合金发展到了单晶高温合金和金属间化合物基高温合金,其使用温度从 700 ℃提高到了 1100 ℃~1150 ℃。表 1.. 中国涡轮叶片用主要材料的概况序号材料牌号材料类别用途使用温度(℃﹚开始应用时间(年代) 1 GH2302 变形高温合金工作叶片 800 60 2 GH4033 变形高温合金工作叶片 700