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沈阳宇航金属材料研究所为中航工业配套航空发动机涡轮叶片高温热障涂层材料
作者:管理员    发布于:2016-05-16 10:53:33    文字:【】【】【
摘要:沈阳宇航金属材料研究所,听从祖国妈妈的深情召唤:为中国的航空发动机高压涡轮叶片研制新一代热障涂层材料,原来的热障涂层材料技术保密级别降低,可以为境内民用大型燃气发电涡轮机组提供产品和服务。

航空发动机被公认为现代工业“皇冠上的明珠”,一定程度上是因为其研制集中体现了现代工业最尖端的技术、最先进的工业成果。因此,航空发动机发展水平也是一国综合国力、工业基础和科技水平、国防实力的集中体现。搞航空发动机也是一个国家意志的具体体现。目前,世界上能够独立研制高性能航空发动机的国家只有美国、俄罗斯、英国、法国等少数几个国家,技术门槛很高。

高压涡轮叶片是航空发动机的最核心关键部件,需要在高温、高压、高速的恶劣环境下保持长期稳定可靠地工作。目前先进的航空发动机工作温度在1700摄氏度以上,大大超过发动机涡轮叶片镍基合金的熔点,已经远高于叶片材料本身的承载温度了(1000~1100℃);发动机压气机增压后的压力高达50多个大气压,相当于3倍的蓄满水后的三峡大坝底部压力。同时还要以10000~20000RPM转速旋转,承担非常高的离心力,叶尖承受的离心力相当于40吨重卡车的拉力。因此,安全可靠高性能的涡轮叶片是航空发动机零部件制造中工艺技术最复杂的。没有之一。 关于涡轮叶片制造的关键技术为:耐高温抗蠕变镍基高温合金的单晶铸造;叶片的结构为复杂空心结构,在工作时通过气膜冷却降低高温合金叶片的温度;叶片的热障涂层技术TBC(Thermal Barrier Coating, 热障涂层),单独依靠复杂空心结构的气膜冷却技术,还不足以使叶片温度降低到安全温度以下(一般最多能在0.8~0.85Tm使用,Tm为熔点),还必须对叶片涂覆热障涂层。150微米厚(头发直径约80~100微米)的TBC(Thermal Barrier Coating, 热障涂层)可以使叶片表面温度降低170℃。热障涂层材料,必须耐高温,耐热震、耐疲劳(物理的,和机械的)、耐热蚀,和叶片肌体结合牢固。因此,涂层材料、涂层技术也是涡轮叶片制造的关键技术。被世界先进航空发动机制造商列为绝密技术。沈阳宇航金属材料研究所,在为国家航空制造领域服务方面为中航工业某航空发动机公司研究成功并配套涂层材料。从2010年开始至今,研究所就一直稳定的为中航工业航空发动机公司配套高压涡轮叶片的涂层材料。沈阳宇航金属材料研究所的涂层材料通过真空等离子沉积到叶片表面,经过热处理在叶片表面形成耐高温、结合牢固的热障涂层,可以使叶片的安全工作寿命,从500小时提高到2000小时。沈阳宇航金属材料研究所,为中国航空工业的技术进步作出了自己的贡献。

多年来,沈阳宇航金属材料研究所,除了为航空发动机制造厂配套热障涂层材料外,还为航空发动机维修提供叶片涂层材料,积累了技术和手段,获得了良好信誉。现在,沈阳宇航金属材料研究所,听从祖国妈妈的深情召唤:为中国的航空发动机高压涡轮叶片研制新一代热障涂层材料,原来的热障涂层材料技术保密级别降低,可以为境内民用大型燃气发电涡轮机组提供产品和服务。

 

图1.为航空发动机制造公司配套热障涂层材料,年代:2010年,沈阳宇航,摄影:李德成.

 

图2.为航空发动机制造公司配套热障涂层材料,年代:2010年,沈阳宇航,摄影:李德成

 

图3.为某飞机修造厂提供的热障涂层材料,年代:2011年,沈阳宇航,摄影:李德成

 

           图4.为某飞机修造厂提供热障涂层材料,年代;2015年,沈阳宇航,摄影;李德成

 

 宇航金属,科技报国

 

脚注信息
IBZ-34 ZA303 ZA27-2 ALZEN 305 main metall  corc-g  ASKO
高纯铝中间合金 AL-Be AL-SI-Y AL-V  AL-Zr AL-Ti 高纯铝稀土合金
 
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