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高温合金材料分类,高温合金材料在发动机上应用

高温合金材料凭借优异的抗氧化和抗热腐蚀性能在航空发动机、汽车发动机、燃气轮机、核电、石油化工等多个领域广泛应用。常用高温合金,即能在600℃以上高温及一定应力作用下长期工作的一类合金。高温合金材料相比于传统金属,在性能上具有高温高强;良好的抗氧化和抗热腐蚀性能;良好的抗疲劳性能、断裂韧性、良好的弹塑性。


高温合金材料分类

高温合金材料大体上有三种划分方式:根据基体元素种类、根据合金强化类型和根据材料成型方式。制备工艺,高温合金产品以非标准化为主,因此生产工艺较为复杂,但基本可以可分为三个步骤:熔炼、铸造和热加工,粉末冶金工业则将铸造工艺替代为热压。高温合金凭借优异的抗氧化和抗热腐蚀性能在航空发动机、汽车发动机、燃气轮机、核电、石油化工等多个领域广泛应用。在众多应用领域中,航空航天仍然占据最重要地位,占需求总量的55%,其次是电力行业,占比达20%。

电热合金


高温合金材料在发动机上应用

高温合金材料在航空发动机上具有重要应用,高温合金材料从诞生起就应用于航空发动机,在现代航空发动机中,高温合金材料主要用于四大热端部件:燃烧室、导向室、涡轮叶片和涡轮盘,此外还用于机匣、环件、加力燃烧室和尾喷口等部件。高温合金在航空发动机上的应用,高温合金材料的用量占发动机总重量的40-60%,在先进发动机中这一比例超过50%甚至更多。


2016-2035全球民航飞机高温合金材料需求,中国民航发动机市场也十分广阔,根据波音公司预测,到2032 年,中国新增的飞机数量超过5580架,预计中国民用航空对高温合金材料的需求量将超过3.8万吨。

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高温合金材料在军用航空发动机应用

另外高温合金材料在军用航空发动机也有重要意义,根据美国国防部预测的数据,预计未来20年中国战斗机新增量将达到1430架、军用大飞机1500架、教练机500架,合计对高温合金需求量将达到5.7万吨。另外,现有军机的维护和修理折算成发动机所需数量为2000台,对应的高温合金材料需求量达到1万吨左右。因此军用领域对高温合金材料的需求将达到6.7万吨。

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高温合金材料在燃气轮机应用

此外高温合金材料在燃气轮机也是非常重要,燃气轮机是高温合金材料的另一个主要用途,其结构及原理与航空发动机类似。由于燃气轮机喷射到叶轮上的气体温度高达1300℃,因此叶轮需要用高温合金来制造。


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