查看完整版本: 先進高溫合金 - 製造先進發動機的基石
頁: [1]

MightyDragon 發表於 2012-12-16 12:21 PM

先進高溫合金 - 製造先進發動機的基石


先進的航空發動機需要比以往用的能承受更高溫度、壓力的工作環境的材料,其難度足以驅走任何空有野心(只懂喊口號)但缺乏基礎科技能力的國家或地區 {:3:} 中國自改革開放後大量引入外國技術、派學生出外留學等途徑,終於有能力攀上世界之工業前緣,踏足於高難度的「推重比十」的航空發動機的設計領域。相信經曆近十年的努力,中國人設計的四代戰鬥機亦會載有由「江核心」所改進出來的心臟,傲翔於東亞空域…







來源:中國航空報社
高溫合金是能夠在600℃以上及一定應力條件下長期工作的金屬材料,具有優異的高溫强度,良好的抗氧化和抗熱腐蝕性能,良好的疲勞性能、斷裂韌性等綜合性能,已成為軍民用燃氣渦輪發動機熱端部件不可替代的關鍵材料。在世界先進發動機研制中,高溫合金材料用量已占到發動機總量的40%~60%。可以說,沒有高溫合金,就沒有今天先進的航空發動機。

航空發動機的技术進步與高溫合金的發展密切相關。高渦輪工作溫度是當代先進航空發動機的最顯著標志,提高渦輪工作溫度是增加推力、提高發動機推重比的重要手段,而影響發動機渦輪前溫度的首要因素就是渦輪葉片和渦輪盤的耐溫水平。因此,發動機渦輪部件的設計者無一不是窮盡一切手段,追求應用承溫能力更高的渦輪盤和葉片材料。先進高溫合金正是為滿足航空發動機對材料的需求而出現,並隨發動機技术的進步而快速發展。

單晶高溫合金——革命性的發動機葉片材料

鎳基單晶高溫合金是在等軸晶和定向柱晶高溫合金基礎上發展起來的一類先進發動機葉片材料。與其他高溫合金相比,鎳基單晶高溫合金具有更為優異的綜合性能,成為高推重比航空發動機的關鍵材料。單晶高溫合金在先進航空發動機上的應用,顯著提高了發動機的工作溫度,推進了發動機技术的進步,沒有單晶高溫合金,就沒有高推重比的航空發動機。

多年來,世界各國十分重視鎳基單晶高溫合金的研制和開發。20世紀80年代初期以來,第一代單晶高溫合金PWA1480、ReneN4等在多種航空發動機上獲得廣泛應用。80年代后期以來,以PWA1484、ReneN5為代表的第二代單晶高溫合金葉片也在CFM56、F100、F110、PW4000等先進航空發動機上得到大量使用,目前美國的第二代單晶高溫合金已成熟,並廣泛應用在軍民用航空發動機上。90年代后期以來,美國研制成功第三代單晶高溫合金CMSX-10。之后,GE、P&W以及NASA合作開發了第四代單晶高溫合金EPM-102。法國和英國也分別研制單晶高溫合金,並實現了工程應用。

單晶空心渦輪葉片的應用顯著推進了航空發動機技术的進步,單晶空心葉片制造技术被列為航空發動機技术發展的關鍵技术,一直是世界航空技术發達國家爭先發展的核心技术。

20世紀80年代初,中航工業航材院在國內率先開始了單晶合金及葉片技术的研究,首先研制成功了我國的第一代單晶高溫合金DD3。90年代又研制成功了綜合性能優異的第二代單晶高溫合金DD6,該合金拉伸、持久、蠕變、疲勞、抗氧化及耐熱腐蝕性能等達到甚至部分超過了國外廣泛應用的第二代單晶合金的性能水平。自20世紀80年代中期研制成功我國第一件單晶空心渦輪葉片以來,中航工業航材院為多種型號先進航空發動機提供了數万件單晶葉片,某些裝配單晶渦輪葉片的發動機已翱翔于藍天。

粉末高溫合金——高性能發動機渦輪盤首選材料

粉末高溫合金是用粉末冶金工藝制備的高溫合金,是制造先進航空發動機渦輪盤不可或缺的關鍵材料。用粉末冶金方法生產的高溫合金,消除了宏觀偏析的影響,組織均勻、細小,提高了合金的屈服和抗疲勞强度,表現出優異的綜合力學性能。

國外粉末盤的發展始于20世紀60年代,80年代研制了適合損傷容限設計的第二代粉末高溫合金。這類材料的特點是使用溫度高、裂紋擴展速率比第一代高强型粉末高溫合金明顯降低,可以滿足推重比10以上航空發動機結構完整性的設計要求。近年來出現了更高使用溫度的“高强+損傷容限”的第三代粉末高溫合金。由于粉末高溫合金材料具有良好的綜合力學性能和冷、熱工藝性能,在先進航空發動機上已得到廣泛應用,高性能粉末高溫合金已成為推重比8以上的高性能發動機渦輪盤的首選材料。

20世紀80年代,中航工業航材院開始研究粉末高溫合金,是國內最早進行粉末高溫合金研制並應用的單位。經過20多年的發展,研制成功了第一代粉末高溫合金FGH95,第二代粉末高溫合金FGH96,並應用于發動機用渦輪盤及導流盤,制備出了FGH95、FGH96等氬氣霧化粉末,實現了國內高溫合金氬氣霧化粉末從無到有的突破,研制的粉末高溫合金渦輪盤性能水平達到國際同類合金的A級標准,實現了粉末高溫合金盤件在高推重比航空發動機上的應用縮短了與國外先進技术在該領域的差距。

敢于摘取皇冠上明珠的先鋒隊

為促進高溫合金的發展,中航工業航材院專門組建了高溫單晶葉片研究與工程技术中心和粉末高溫合金盤件研究與工程技术中心。在專業組的基礎上建成具備很强自主創新能力、核心技术發展能力、型號產品研制能力的技术與產品創新平台,實現從基礎研究、應用技术研究、工程化研究到型號應用和型號保障的全線打通。

高溫單晶葉片研究與工程技术中心具有先進的實驗研究和生產條件,擁有制芯、制模、制殼、熔煉、焊接、涂層、熱處理、檢測等成体系的配套設備。粉末高溫合金盤件研究與工程技术中心擁有真空感應母合金熔煉、粉末制備、粉末純淨化處理、粉末物理性能分析與檢測、熱等靜壓等成套設備,可研發各類渦軸和渦扇發動機用粉末渦輪盤、導流盤、封嚴盤和擋板等,具備粉末高溫合金零件預先研究、工程化應用研究及型號保障的條件及能力。

中航工業航材院在先進高溫合金領域創造出了一批令人矚目的研究成果,為先進航空發動機的發展奠定了堅實的基礎。隨著發動機推重比的不斷升級換代,這些先進發動機將采用更高承溫和承載能力的高溫材料制造結構更加復雜的熱端部件,對未來高溫結構材料提出了更為苛刻的要求。作為航空發動機關鍵熱端部件材料工藝攻關生力軍,中航工業航材院將形成完整的單晶高溫結構材料、粉末高溫結構材料体系,提高已有高溫結構材料的應用成熟度,開展承溫能力更高的單晶高溫結構材料、粉末高溫合金研制,提高我國航空裝備研制的自主保障能力。(杭材) ...<div class='locked'><em>瀏覽完整內容,請先 <a href='member.php?mod=register'>註冊</a> 或 <a href='javascript:;' onclick="lsSubmit()">登入會員</a></em></div><div></div>

rice019 發表於 2012-12-16 12:57 PM

台灣IDF其實會受限制
也是發動機的問題
必須向美國購買
但是美國又是台灣的主要軍售國
還有其他政治因素
買不到好的推升比的發動機

拿AK的螞蟻 發表於 2012-12-16 03:50 PM

F35的發動機F135有4萬3千磅的推力,難以想像有這麼大的推力f35只能飛到1.6馬赫,匿蹤戰機氣動構形所產生的阻力有這麼大?{:36:}

yastern 發表於 2012-12-16 06:25 PM

中國軍品日新月異 能發展出這樣東西也不奇怪 不用每個零件都褒揚一下吧 引

白蓮梵天 發表於 2012-12-16 09:30 PM

老實說
對大陸的發動機還不是那麼的有信心
畢竟一切都還在實驗研發階段<br><br><br><br><br><div></div>

laiotony999 發表於 2012-12-17 10:11 AM

所以引擎真的是發展武器最基本的技術
我們長久以來買了那麼多戰機,卻沒辦法複製成功
不免讓人有點遺憾
要是今天我們能突破
就不用被人牽著鼻子走了

ddgo 發表於 2012-12-17 04:45 PM

MK17M249 發表於 2012-12-17 01:47 PM static/image/common/back.gif
至少臺灣人知道要守信和尊重別人的專利發明
不像有人覺得山寨別人的武器後,還很不知恥的說山寨武器其實 ...

二戰後,美國把很多德國科學家拉攏過去,其中包含了V1火箭、噴射引擎。
(應該沒有得到德國政府授權吧)
蘇聯解體前,美國和蘇聯之間偷來偷去,誰也不覺得誰有恥,誰無恥。...<div class='locked'><em>瀏覽完整內容,請先 <a href='member.php?mod=register'>註冊</a> 或 <a href='javascript:;' onclick="lsSubmit()">登入會員</a></em></div>

07颯 發表於 2012-12-18 04:50 PM

姜牡雅 發表於 2012-12-30 10:33 PM

本帖最後由 姜牡雅 於 2012-12-30 10:51 PM 編輯

ddgo 發表於 2012-12-17 04:45 PM http://www02.eyny.com/static/image/common/back.gif
二戰後,美國把很多德國科學家拉攏過去,其中包含了V1火箭、噴射引擎。
(應該沒有得到德國政府授權吧)
蘇 ...

到目前..軍事武器很難用[專利]智慧財產權去做法律追究.也不會有任何國家會將[國家機密]拿去申請專利. 申請專利等同公開機密技術. 就算獲得專利權.最大權限也只能保有20年專利使用權! 仿造只在於面子..問題不大!

不過以中國大陸現有的思維.基本上是還不懂得尊重他人的[智慧設計]擁有權!只要看的到...幾乎是無所不仿.大陸人..管你是不是有專利!? 大陸國民要達到現有的世界文明規範...是還需要一段不算短的時間做國民教育.

我並不是取笑左岸. 而是以台灣也曾是過來人經驗..[台灣國民]也經過很長的時間經過媒體的宣傳教育.  當現在很多人看到大陸人出國旅遊的不規矩醜態.甚至在景區內大陸遊客常自己人彼此對罵跟互打.
.很多年輕人對大陸遊客印象不佳..但是他們並不知道台灣人於30年前出國旅遊同樣被排斥.在旅館走廊大聲喧嘩互喊.或離開旅館帶走毛.浴巾.玻璃杯..等等! 當時有些日本大旅館甚至直接表示不歡迎台灣旅遊團進住! 當時看到媒體報導.身為台灣人也是感到很丟臉!

跟台灣剛開放國外旅遊一樣.初期都是一些教育水平不高的中老年人.韓國 也一樣..最近不久.我在國外也聽聞當地導遊對韓國人的貶評.吃完旅館的自助餐都還打包帶走! 經過媒體與論跟年輕家人的宣導會得改善.
我個人很慶幸..台灣的國民國外旅遊素質...恩~~ 最少先進[韓國]一個世代.領先超過30年!...<div class='locked'><em>瀏覽完整內容,請先 <a href='member.php?mod=register'>註冊</a> 或 <a href='javascript:;' onclick="lsSubmit()">登入會員</a></em></div>

MightyDragon 發表於 2012-12-30 10:59 PM

姜牡雅 發表於 2012-12-30 10:33 PM static/image/common/back.gif
到目前..軍事武器很難用[專利]智慧財產權去做法律追究.也不會有任何國家會將[國家機密]拿去申請專利. 申 ...

美國人自己都識講求「貿易平衡」,要中國給甚麼「專利費」(這名詞又是美國創的嗎?)當然要到中國亦有同等的專利費可供索取 {:23:}
話說回到,高溫合金的成份可以申請專利的嗎?加多1至2%的其他金屬成份又如何 :lol...<div class='locked'><em>瀏覽完整內容,請先 <a href='member.php?mod=register'>註冊</a> 或 <a href='javascript:;' onclick="lsSubmit()">登入會員</a></em></div><br><br><br><br><br><div></div>

姜牡雅 發表於 2012-12-30 11:32 PM

本帖最後由 姜牡雅 於 2012-12-30 11:49 PM 編輯

MightyDragon 發表於 2012-12-30 10:59 PM http://www02.eyny.com/static/image/common/back.gif
美國人自己都識講求「貿易平衡」,要中國給甚麼「專利費」(這名詞又是美國創的嗎?)當然要到中國亦有同等的 ...

M兄好 很久沒跟你閒談了.

只要有[專利權]都必須獲得尊重跟法律保障.到世界各國都一樣.沒有特定對象.只要專利擁有人提出侵權控告! 如果當事人有在貴國提出申請獲准! 跟[貿易平衡]無關!就算你將某些成份+-%同樣是侵權.

沒有一個國家會笨到將自己的軍事機密技術提出專利申請.申請專利必須將必須經所有製造流程成份式樣完全製表提出審核並公告.任何人都有權查閱專利內容.只要不製造就不犯法. (如果製造或販賣不被發現的話.或以過專利保護期)  美國[可口可樂]配方從來沒申請過[專利].也沒有人可以證實他能製造出可口可樂的配方.

如果M兄有興趣可以了解一下[智慧財產權]相關法律條文. 中國應該以有法律規範..只是並無宣導跟認真執法.智慧設計.發明專利權是受全世界共同規範. 包括中國都必須受規範. 中國人擁有的[智慧財產]同樣也受專利權保障!...<div class='locked'><em>瀏覽完整內容,請先 <a href='member.php?mod=register'>註冊</a> 或 <a href='javascript:;' onclick="lsSubmit()">登入會員</a></em></div>

CWZ 發表於 2012-12-30 11:35 PM

若台灣不能自力研發武器
至少從較簡單的仿造武器開始
若台灣能仿造 M-60A3、AH-1W、Kidd 級驅逐艦、海龍潛艇、F-16 及愛國者
台灣就不需用凱子價向美國買武器也能促進產業升級及增加就業機會
大家說是不是?

姜牡雅 發表於 2013-1-1 09:47 PM

本帖最後由 姜牡雅 於 2013-1-1 10:13 PM 編輯

MightyDragon 發表於 2012-12-30 10:59 PM http://www02.eyny.com/static/image/common/back.gif
美國人自己都識講求「貿易平衡」,要中國給甚麼「專利費」(這名詞又是美國創的嗎?)當然要到中國亦有同等的 ...

回應M兄..專利法屬於國家內政,所以美國要告中國的高溫合金侵權必須在中國提出 XD

我已提過首先當事人必須在貴國也獲得專利申請才能在貴國獲得保護.
整體上目前中國大陸政府並無相關法律宣導教育..國民都無智慧財產權法律概念.只要看到有利可圖就仿製.
在任何文明先進國企業.都非常謹慎避免觸犯他人的專利權.並不是出於企業良知.而是為避險自保! 一但被追究可能一生所奮鬥的成果.因龐大賠償金.而一夕化為烏有!

美國企業相當精於運用國力來打擊對手.蘋果公司尤其運用的無敵.當然是跟美國法院的愛國心有關!
蘋果公司善用世界櫥窗的美國市場以及美國法院的地利來打擊對手.阻擋商品進入美國.(除了唯一一家手機名廠[諾奇雅]曾打成平手)至今尚無任何一家國外廠商能在美國打贏蘋果的訴訟官司.而且賠償金額屢破紀錄. 美國法院很常見到..除了告數人提出的賠償金數字外.外加判決比當事人求償金額更高N倍的<逞罰性賠償金>來嘉惠美國國庫!最近的韓國三星產品禁止在美國銷售.還需賠償10億美元.台灣的HTC更因而幾乎倒地不起.若不是蘋果公司看上HTC有更優於蘋果專利技術而轉為合作. 台灣的HTC雖有比蘋果更先進技術.但是不是美國籍廠商.沒有美國保護不能沒美國市場跟櫥窗!大陸[華為]公司也曾趁HTC陷入困境時.大力高薪挖角HTC技術人員轉職中國華為公司!


水能載舟也能覆舟. 中國大陸已成世界市場..美國商品在中國的專利裁決權在中國.是不是同樣可複製美式判決! 當消費能量大於美國.中國消費市場是可能取代美國[世界櫥窗]地位!

兩方交戰並非只於軍事.經貿手段也能產生不戰而屈人之兵.使對方不戰而潰~窒息.美國國力靠美元支撐.美元又靠世界各國央行支撐.在沒有第二選擇世界公認計價貨幣. 美元如沒有國際不得不的支撐..美國現在財政決對比[希臘]更慘!如果比照希臘...各國拋售美元..100美元值1元台幣!?  美元如不再是各國央行唯一選擇匯率計價.. 美元倒=美國倒!
...<div class='locked'><em>瀏覽完整內容,請先 <a href='member.php?mod=register'>註冊</a> 或 <a href='javascript:;' onclick="lsSubmit()">登入會員</a></em></div>
頁: [1]