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  • 1 # 陽寶daddy

    飛機的發動機材料要求都很高,是鈦合金的,目前只有美國中國俄羅斯和歐洲可以製造。

  • 2 # zjl665062

    一、合金

    1、鋁合金

    鋁合金具有比模量與比強度高、耐腐蝕效能好、加工效能好、成本低廉等突出優點,因此被認為是航空航天工業中用量最起著至關重要的作用。

    主要應用位置:發動機艙、艙體結構、承載壁板、梁、儀器安裝框架、燃料儲箱等。

    2、鈦合金

    與鋁、鎂、鋼等金屬材料相比,鈦合金具有比強度很高、抗腐蝕效能良好、抗疲勞效能良好、熱導率和線膨脹係數小等優點,可以在350~450℃以下長期使用,低溫可使用到-196℃。

    主要應用位置:航空發動機的壓氣機葉片、機匣、發動機艙和隔熱板等。

    3、超高強度鋼

    超高強度鋼具有很高的抗拉強度和足夠的韌性,並且有良好的焊接性和成形性。

    主要應用位置:航天發動機殼體、發動機噴管、軸承和傳動齒輪。

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    鎂合金

    鎂合金是最輕的金屬結構材料,具有密度小、比強度高、抗震能力強、可承受較大沖擊載荷等特點。

    主要應用位置:航天發動機機匣、齒輪箱等。

    二、複合材料

    航空發動機的發展之快,尤其是越來越嚴苛的溫度和重量要求,漸進提高的傳統材料已然不能滿足,轉而呼喚材料科學開闢新的體系,那就是複合材料。根據複合材料各自的特點,可用於發動機不同的零部件上。

    1、碳碳複合材料

    C/C基複合材料,即碳纖維增強碳基本複合材料,它把碳的難熔性與碳纖維的高強度及高剛性結合於一體,使其呈現出非脆性破壞。由於它具有重量輕、高強度,優越的熱穩定性和極好的熱傳導性,是當今最理想的耐高溫材料,特別是在 1000-1300℃的高溫環境下,它的強度不僅沒有下降,反而有所提高。是近年來最受重視的一種更耐高溫的新材料。最顯著的優點是耐高溫(大約2200℃)和低密度,可使發動機大幅度減重,以提高推重比。

    目前已有部分應用,例如美國的F119發動機上的加力燃燒室的尾噴管,F100發動機的噴嘴及燃燒室噴管,F120驗證機燃燒室的部分零件已採用C/C基複合材料製造。法國的M88-2發動機,Phantom2000型發動機的加力燃燒室噴油杆、隔熱屏、噴管等也都採用了C/C基複合材料。

    2、陶瓷基複合材料

    陶瓷基複合材料(CMC)由於其本身耐溫高、密度低的優勢,在航空發動機上的應用呈現出從低溫向高溫、從冷端向熱端部件、從靜子向轉子的發展趨勢。

    CMC材料具有耐溫高、密度低、類似金屬的斷裂行為、對裂紋不敏感、不發生災難性損毀等優異效能,有望取代高溫合金滿足熱端部件在更高溫度環境下的使用,不僅有利於大幅減重,而且還可以節約甚至無須冷氣,從而提高總壓比,實現在高溫合金耐溫基礎上進一步提升工作溫度400~500℃,結構減重50%~70%,成為航空發動機升級換代的關鍵熱結構用材。

    主要應用位置:短期目標為尾噴管、火焰穩定器、渦輪罩環等;中期目標是應用在低壓渦輪葉片、燃燒室、內錐體等;遠期目標鎖定在高壓渦輪葉片、高壓壓氣機和導向葉片等應用。

    3、樹脂基複合材料

    先進樹脂基複合材料是以高效能纖維為增強體、高效能樹脂為基體的複合材料。與傳統的鋼、鋁合金結構材料相比,它的密度約為鋼的1/5,鋁合金的1/2,且比強度與比模量遠高於後二者。

    主要應用位置:航空發動機冷端部件(風扇機匣、壓氣機葉片、進氣機匣等)和發動機短艙、反推力裝置等部件上得到廣泛應用。

    4、金屬基複合材料

    金屬基複合材料主要是指以Al、Mg等輕金屬為基體的複合材料。在航空和宇航方面主要用它來代替輕但有毒的鈹。這類材料具有優良的橫向效能、低消耗和優良的可加工性,已成為在許多應用領域最具商業吸引力的材料,並且在國外已實現商品化。

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