Galvenās tehnoloģijas progresīvu augstas temperatūras titāna sakausējuma materiālu projektēšanai, apstrādei un izmantošanai

600 grādu augstas temperatūras titāna sakausējumi, liesmu slāpējoši titāna sakausējumi, TiAl sakausējumi un SiCf/Ti kompozītmateriāli ir jauni augstas veiktspējas augstas temperatūras titāna sakausējumi. Salīdzinot ar parastajiem titāna sakausējuma materiāliem, to tehniskais briedums ir zemāks. Ņemot vērā uzlaboto dzinēju ekspluatācijas raksturlielumus un konstrukcijas prasības, jo īpaši augstas temperatūras vidēs izmantotās rotējošās daļas, ir jāveic daudzi inženiertehniskie pielietojuma pētījumi, piemēram, šļūdes, noguruma un vides mijiedarbība augstas temperatūras vidēs. , liesmas slāpēšana un mikrotekstūras efekti. Noguruma veiktspējas ietekme, virsmas integritātes tehnoloģija, kalumu un detaļu iekšējā un virsmas atlikušā sprieguma analīze un tās ietekme uz ekspluatācijas veiktspēju, kalpošanas laika prognozēšana un atteices analīze utt., lai atrisinātu galvenās tehnoloģijas, piemēram, materiālu projektēšanu un ražošanas procesu, kas saistīts ar inženieriju. lietojumprogrammas.

Rūpniecisko lietņu komponentu augstas attīrīšanas un homogenizācijas kontroles tehnoloģija

TA29, TB12 un TiAl sakausējumu leģēšana ir sarežģīta, sakausējuma elementu saturs ir augsts un plastiskums ir zems. Šādu sakausējumu lietņu sagatavošana ir sarežģīta. Tas ir grūti un pakļauti segregācijai. Izmantojot tradicionālo vakuuma patērējamo elektrodu elektriskās loka krāsns kausēšanas procesu, attiecīgi jāpalielina kušanas reižu skaits un jākontrolē kušanas strāva, saraušanās strāva, lietņa izmērs, tīģeļa dzesēšanas metode utt. TiAl sakausējumiem lietņu ražošanai var izmantot plazmas aukstās pavarda kausēšanas procesu. Aukstā pavarda kausēšanas process var efektīvi noņemt ieslēgumus un uzlabot sastāva segregāciju, kas ir īpaši svarīgi titāna sakausējuma materiāliem, ko izmanto galvenajās dzinēju rotējošās daļās. Mūsu valstī jau ir daudz plazmas aukstās kamīna kausēšanas iekārtu, kā arī laboratorijas pētījumu un rūpnieciskās ražošanas iespējas un apstākļi.

Lielapjoma stieņu un speciāla kalšanas sagatavošanas tehnoloģija

Titāna sakausējuma izejmateriāli aviācijas kalumiem parasti izmanto stieņus, un lieliem kalumiem, piemēram, riteņu diskiem, apvalkiem, spārniem un ventilatora lāpstiņām, parasti izmanto titāna kvadrātveida stieni. Mazām kompresoru lāpstiņām un turbīnu lāpstiņu kalumiem,5. pakāpes titāna stienistiek izmantots. Tā kā progresīvie dzinēji mēdz pieņemt integrēto spārnu un integrēto blikšu strukturālo formu, atbilstošo kalumu un stieņu specifikācijas palielinās. Liela mēroga stieņu viendabīguma kontrole ir ļoti svarīga, lai nodrošinātu kalumu kvalitāti. Nepieciešams izvēlēties atbilstošu Advanced kalšanas iekārtu, optimizēta dizaina kalšanas procesu. TB12 un TiAl sakausējumu lietņiem, ņemot vērā lieto metālu augsto kalšanas deformācijas pretestību, zemu procesa plastiskumu, jutīgumu pret deformācijas temperatūru un viegli kalšanas plaisām, lietņi jāsagatavo augstas temperatūras ekstrūzijas procesā, lai sagatavotu lielus materiālus. - mēroga stieņi, ne tikai Var uzlabot deformācijas viendabīgumu, nodrošināt pietiekamu deformāciju, kā arī stieņu ražošanas efektivitāti un partijas stabilitāti arī jāuzlabo.

Titāna sakausējumu mikrostruktūra un kristalogrāfiskā tekstūra ir galvenie faktori, kas ietekmē mehāniskās īpašības fāzes anizotropijas dēļ. Kalumu mikrostruktūras morfoloģijas un mikrostruktūras un faktūras viendabīguma kontrole var ne tikai uzlabot vidējo veiktspējas līmeni, bet arī uzlabot detaļu šļūdes un noguruma mijiedarbības veiktspēju, tas ir, slodzes noguruma veiktspēju un samazināt dažādu veidu skaitu. partijas. Sekundāro komponentu veiktspējas datu izkliede. Šiem jaunajiem augstas temperatūras titāna sakausējumiem, īpaši TiAl sakausējumiem, sakārtotas struktūras ieviešanas dēļ tekstūras problēma ir sarežģītāka un svarīgāka, un arī ietekme uz augsta zema cikla noguruma veiktspēju un slodzes noguruma veiktspēju ir sarežģītāka. Sagatavojot stieņus un kalumus, stingri jākontrolē struktūra un faktūra.

Integrālā blisk un integrālā blisk detaļu apstrādes tehnoloģija

Sakarā ar progresīvo dzinēju veiktspējas līmeņa nepārtrauktu uzlabošanu, integrālie bliski un integrālie bliski ir kļuvuši par attīstības tendenci. Vispārīgajam blisk asmenim ir sarežģīta struktūra, slikta kanāla atvēršana, plāns asmens, liels lieces un vērpes, slikta stingrība un viegla deformācija. Dizainam nepieciešama arvien augstāka ģeometriskā precizitāte un visaptveroša kvalitāte. Garantijas kļūst arvien grūtākas. Kompresora ar mazu lāpstiņu iebūvētajam bliksam un iebūvētajam lokšņu gredzenam gaisa spārns parasti tiek apstrādāts ar ātrgaitas CNC frēzēšanas metodi, lai kontrolētu detaļas deformāciju, un tiek izmantota vibrācijas gaismas dekorēšanas tehnoloģija, lai uzlabotu atlikušā sprieguma sadalījumu. uz daļas virsmas. Virsma ir slīpēta un pulēta ar abrazīvu plūsmu, asmeņa formai ir augsta izmēru precizitāte, asmeņa formas kļūda ir mazāka par 0,1 mm, un asmens virsmas raupjums Ra sasniedz līmeni 0,2 μm, kas uzlabo detaļu virsmas kvalitāti un virsmas integritāti. TiAl sakausējuma asmeņu profila apstrādei jāizmanto elektroķīmiskās metodes.

Pētījumi par īpaši augsta cikla noguruma veiktspēju

Faktiski titāna sakausējuma materiāliem nav augsta cikla noguruma ierobežojuma. Dzinēju strukturālās integritātes programmas (ENSIP) 1999. un 2004. gada izdevumos Amerikas Savienotajās Valstīs ir noteikts, ka titāna sakausējuma dzinēju detaļu augsta cikla noguruma kalpošanas laikam jāsasniedz vismaz 109 cikli. Samazinoties pielietotajam spriegumam, noguruma plaisas sākuma pozīcija mēdz rasties no virsmas uz iekšpusi. 600 grādu augstas temperatūras titāna sakausējuma skavām, titāna matricas kompozītmateriāliem un TiAl sakausējuma asmeņiem asmeņu noguruma veiktspēja ir ļoti jutīga pret vibrācijas stresu, tāpēc ir pilnībā jāizpēta īpaši augsta cikla noguruma izturēšanās un veiktspēja. Saprātīga atbilstošu virsmas stiprināšanas metožu izvēle, piemēram, lāzera trieciena stiprināšana un zemas plastiskuma pulēšana, var uzlabot asmens ļoti augsta cikla noguruma veiktspēju un novērst iekšējos bojājumus un katastrofālus bojājumus, ko izraisa asmens atteice.