航空发动机压气机叶片的材料?
作者:小编 发布时间:2022-10-18 23:05:26点击:
接触的机型不多,本身也不是做材料的,抛砖引玉,希望有搞材料和搞发动机的大牛来回答。以我们平常最为常见的大涵道比涡扇发动机CFM56系列发动机为例,该发动机的高压压气机有九级,1-3级的叶片的材料是钛合金,4-9级叶片的材料高温镍基合金。同时我还注意到CFM56系列发动机高压压气机的前3级的材料也是钛合金,4-9级鼓的材料为高温镍基合金。前3级的叶片材料的具体牌号是Ti-811,其具体机械性能题主可以参考下面这篇文章:国外航空发动机用钛合金的发展现状关于钛合金的一些简要介绍,我比较low参看的是百度百科。钛合金_百度百科在这里我要指出,Ti-811属于TA合金,即α相合金。在高压压气机进口3级,使用钛合金叶片,我个人思考有以下两个原因:钛合金于合金钢相比,密度更小,但是比强度更高,即在同等强度限制下叶片质量更低,使得叶片榫头离心应力更小;高压压气机进口的气体静温比室温大约高100摄氏度 (起飞状态),大约在400K左右。钛合金的热膨胀系数低,高温下抗蠕变能力强。在压气机中保持叶尖间隙是非常重要的,直接影响压气机的效率及喘振裕度。如果叶片材料的热膨胀系数太大的话,在启动状态下叶片伸长量大于机匣伸长量,会使得叶片与机匣刮擦,剪短叶片长度。当机匣也加热膨胀到稳态的情况下,叶尖间隙就会变大。后4-9级叶片材料为高温镍基合金Inco718。该材料的一些机械性能参见下面这篇文章:高温合金INCO718刚刚在前面说了,气流在压气机中随着压力增高,温度也在增高。CFM56系列发动机高压压气机的出口静温大约在550摄氏度左右,即800多K。这种情况下,α相钛合金的高温蠕变效应,表面抗氧化性以及高温下的强度度出现问题,因为钛元素在600摄氏度下化学性质逐渐变得活泼,变形机制由晶内转向晶界。此时如果继续使用钛合金Ti-811的话,叶片可能在长时间的高温及离心应力的作用下,逐渐蠕变伸长,或者与机匣刮擦,或者产生蠕变裂纹。以上。说得很浅,不知道有没有什么错误,希望有同好能够帮我指出。涡轮叶片材料,留着以后再八。