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钛合金材料应用航空器发动机上有哪些作用

钛合金材料航空器发动机上有非常重要的市场应用,由于发电机能为飞机提供动力,可是大多数人并不了解发动机是用什么材料制的。或认为是用钢制的,当然钢是必不可少的,但是除了钢,还用了铝合金、钛合金、复合材料和高温合金,同时,随着时间的推移与钛材性能的改进和价格的下降,在航空器发动机用材的占比中,钛的占比在逐年增大。同时,不同的国家,不同的公司,不同的机型,不同的发动机,用的钛材量也有较大差异。

电热合金

喷气发动机是钛材的主要应用领域,生产的发动机中钛合金零部件净质量占其总质量的7%~18%。73喷气发动机中钛材占比为6%。发动机的17级转子原为不锈钢,后来的改进型将11级盘改用钛合金,在J79-8发动机中使用了20%的钛合金工件,可是在先前的发动机中钛合金零部件的质量仅占4%。


涡轮风扇发动机的低压压气机的风扇叶片及其隔板和风扇阀都是用Ti-6A1-4V合金制的。风扇叶片长406mm,比压气机叶片长2倍。风扇叶片长711mm,比压气机叶片长近10倍。涡轮风扇发动机的钛合金用量占质量的28%,约1.035t,其中,46块风扇叶片采用Ti-6AI-4V合金制造。低压压气机转子和11级高压压气机中的9级采用Ti-6AI-4V、Ti-8AI-1Mo-1V和Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo合金,后者可承受480℃,用了450kg,静子叶片采用Ti-5Al-2.5Sn合金。

电热合金

目前英国、美国、德国、意大利和日本等国家制造的V2500型发动机重2.2t,钛材占31%。英国罗尔斯-罗伊斯公司(Rolls-Royce)制造的高压压气机3~6级使用的高抗蠕变合金IMI 550合金,日本制造的发动机风扇和低压压气机用的是Ti-6AI-4V合金。


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