Is é déantúsaíocht eitlíochta an réimse ardteicneolaíochta is comhchruinnithe agus baineann sé le teicneolaíocht déantúsaíochta chun cinn. Mar shampla, an t-inneall F119 arna fhorbairt ag Pratt & Whitney na Stát Aontaithe, an t-inneall F120 de General Electric Company, an t-inneall M88-2 de SNECMA Company of France, agus an t-inneall EJ200 arna chomhfhorbairt ag an Ríocht Aontaithe, an Ghearmáin. , an Iodáil agus an Spáinn. Is fiú a lua go bhfuil gné choiteann ag na haer-innill seo a léiríonn an leibhéal is airde ar domhan maidir le húsáid ábhair nua, próisis nua agus teicneolaíochtaí nua. Tugtar isteach na seacht n-ábhar nua a úsáideadh faoi seach mar seo a leanas:
1
Comhdhéanta Carbóin/Carbóin
Cad is comhdhúile carbóin/carbóin ann? Is ábhar ilchodach maitrís carbóin é atá treisithe ag snáithín carbóin agus a fabraic, le dlús íseal (<2.0g/cm3), high strength, high specific modulus, high thermal conductivity, low expansion coefficient, good friction performance, and good thermal shock resistance , high dimensional stability, etc., especially the few candidate materials used above 1650 °C, the highest theoretical temperature is as high as 2600 °C, so it is considered to be one of the most promising high-temperature materials in the world.
Cé go bhfuil go leor airíonna ardteochta den scoth ag comhdhúile carbóin/carbóin, téann siad faoi imoibrithe ocsaídiúcháin i dtimpeallacht aeróbach le teocht níos airde ná 400 céim, rud a fhágann go bhfuil meath géar ar airíonna an ábhair. Dá bhrí sin, ní mór bearta cosanta ocsaídiúcháin a bheith ag baint le cur i bhfeidhm comhdhúile carbóin/carbóin i dtimpeallachtaí aeróbach ardteochta. Is tríd an dá bhealach seo a leanas go príomha a dhéantar cosaint ocsaídiúcháin ar chomhchodanna carbóin / carbóin, is é sin, is féidir modhnú maitrís agus pasivation na bpointí gníomhacha dromchla a úsáid chun comhdhúile carbóin / carbóin a chosaint ag teochtaí níos ísle; De réir mar a mhéadaíonn an teocht, ní mór an modh sciath a úsáid chun an t-ábhar ilchodach carbóin / carbóin a leithlisiú ó theagmháil dhíreach le ocsaigin, ionas go mbainfear amach an cuspóir cosanta ocsaídiúcháin. Faoi láthair, is é an modh sciath an modh is mó a úsáidtear. Le dul chun cinn leanúnach na heolaíochta agus na teicneolaíochta, táthar ag brath níos mó agus níos mó ar fheidhmíocht teocht ultra-ard na n-ábhar ilchodach carbóin / carbóin, agus is é an t-aon réiteach cosanta ocsaídiúcháin indéanta faoi choinníollacha teocht ultra-ard ná cosaint sciath. .
Is fiú a lua gur ábhar nua iad ábhair ilchodacha C / C-bhunaithe le friotaíocht teochta níos airde a fuair an aird is mó ar domhan le blianta beaga anuas. Toisc nach meastar ach ábhair chomhchodacha C/C na hábhair chomharba amháin do lanna rótair tuirbín a bhfuil cóimheas sá-go-meáchain acu níos mó ná 20 agus teocht ionraoin innill de 1930-2227 céim . An sprioc straitéiseach is airde atá á saothrú ag tíortha ardtionsclaíocha.
Is ábhar ilchodach bunúsach carbóin atá treisithe le snáithín carbóin é an t-ábhar ilchodach C / C-bhunaithe, a chomhcheanglaíonn airíonna teasfhulangacha carbóin le neart ard agus rigidity ard snáithín carbóin, rud a fhágann nach bhfuil sé brittle. Toisc go bhfuil meáchan éadrom, ard-neart, cobhsaíocht theirmeach níos fearr agus seoltacht theirmeach den scoth ag ábhair chomhchodacha C/C, is iad na hábhair ard-teocht-resistant is idéalach inniu, go háirithe i dtimpeallachtaí ardteochta de 1000-1300 céim C. Ní hamháin nár tháinig laghdú ar an neart, ach bhí sé in ann méadú. Go háirithe nuair a bhíonn sé faoi bhun 1650 céim , coinníonn sé fós ar an neart agus cairde ag teocht an tseomra. Dá bhrí sin, tá cumas forbartha iontach ag cumaisc C/C i ndéantúsaíocht aeraspáis.
Is fiú a lua gurb é droch-fhriotaíocht ocsaídiúcháin ceann de na príomhfhadhbanna a bhaineann le hábhair chomhchodacha C/C-bhunaithe i gcur i bhfeidhm aer-inneall. Dá bhrí sin, le blianta beaga anuas, tá na Stáit Aontaithe tar éis sraith de bhearta teicneolaíochta a ghlacadh chun an fhadhb seo a réiteach, agus de réir a chéile Curtha i bhfeidhm ar an inneall nua. Mar shampla, tá soc eireaball an iardhóiteáin ar an inneall Meiriceánach F119, soc agus soc seomra dócháin an innill F100, agus roinnt codanna de chuasán dócháin an mheaisín fíoraithe F120 déanta as ábhair chomhchodacha C/C. Sampla eile is ea an t-inneall M88-2 Francach, agus úsáideann an tslat instealladh breosla iardhóite, an sciath teasa, agus soc an innill Mirage 2000 ábhair chomhchodacha C/C-bhunaithe freisin.
2
Ábhar nua déanta as cruach ultra-ard-neart
Cad é Cruach Ultra Ard Neart? I lár{0}}s, d'fhorbair na Stáit Aontaithe cruach Cr-Mo (AISI4130) agus cruach Cr-Ni-Mo (AISI 4340). Tar éis múchadh agus faghartha ar theocht íseal, ba iad na láidreachtaí teanntachta ná 170 agus 190kgf/mm2 faoi seach. Go luath sna 1950idí, cuireadh Si agus V le cruach AISI 4340 chun 300M a dhéanamh le neart teanntachta 190~210kgf/mm2. I 1960, rinne an Chuideachta Idirnáisiúnta Nicil cruach máirseála le neart teanntachta de thart ar 180kgf/mm2, toughness briste suas le 390kgf/mm. Sna 1970í, laghdaigh na Stáit Aontaithe C agus mhéadaigh Si ar bhonn 300M, feabhas ar an toughness, agus d'fhorbair sé i cruach HP310; ar bhonn cruach máirseála, d'fhorbair sé go cruach AF1410, le neart teanntachta de 170kgf/mm2 agus toughness briste de 400kgf/mm2 mm.
pictiúr
Is fiú a thabhairt faoi deara go gcaithfidh cruach ultra-ard-neart ard-neart teanntachta a bheith aige agus go gcoimeádfaidh sé go leor déine. Éilíonn sé freisin neart sonrach mór (cóimheas neart le dlús) agus cóimheas toraidh ard (σs / σb) chun meáchan an chomhpháirte a laghdú, agus ní mór go mbeadh weldability agus formability maith agus airíonna próisis eile. Tá ceanglais an-ard ag cruach ultra-ard-neart maidir le cáilíocht mhiotaleolaíocht, agus is minic a smelaítear foirnéis stua leictreach agus leictrilít. Déantar cineálacha cruach a éilíonn ard-íonacht a smelú den chuid is mó i bhfoirnéisí ionduchtaithe i bhfolús nó i bhfolús foirnéisí stua leictreach inchaite. Ba cheart steels meánach agus íseal-chóimhiotail ultra-ard-neart a chosc ó dhícharbú le linn cóireála teasa; is féidir steels maraging agus steels dhosmálta cruaite deascadh a chóireáil le réiteach soladach i ngnáthfhoirnéisí téimh. Ní mór táthú gáis sciath nó táthú stua tungstain argón a úsáid le haghaidh táthú. Ba cheart go mbeadh roinnt steels íseal-chóimhiotail ultra-ard-neart a bhfuil cion ardcharbóin acu (thart ar 0.4 faoin gcéad ) faoisimh ó strus díreach tar éis an táthú.
Is fiú a lua go n-úsáidtear cruach ultra-ard-neart mar ábhar le haghaidh fearas tuirlingthe ar aerárthaí. Mar shampla, tá an trealamh tuirlingthe a úsáidtear san aerárthach dara glúin déanta as cruach 30CrMnSiNi2A le neart teanntachta de 1700MPa. Tá saol seirbhíse gearr de thart ar 2000 uair eitilte ag an gcineál seo fearas tuirlingthe.
Sampla eile is ea go n-éilíonn dearadh an scaird trodaire tríú glúin saol an fhearas tuirlingthe níos mó ná 5,000 uaireanta eitilte. Ag an am céanna, mar gheall ar an méadú ar threalamh aerbheirthe, laghdaítear comhéifeacht meáchain struchtúr an aerárthaigh, agus cuirtear ceanglais níos airde ar roghnú ábhar fearas tuirlingthe agus teicneolaíocht déantúsaíochta. Úsáideann na Stáit Aontaithe agus ár gcomhraiceoirí tríú glúin araon teicneolaíocht déantúsaíochta fearas tuirlingthe cruach 300M (neart teanntachta 1950MPa).
Go deimhin, tá feabhas a chur ar theicneolaíocht iarratais ábhair ag cur chun cinn leathnú breise ar shaol na bhfearas tuirlingthe agus leathnú inoiriúnaitheachta. Mar shampla, glacann fearas tuirlingthe aerárthaigh na hEorpa Airbus A380 teicneolaíocht bhrionnú lárnach sár-mhór, teicneolaíocht cóireála teasa cosanta atmaisféar nua agus teicneolaíocht spraeála lasair ardluais, ionas gur féidir le saol an fhearas tuirlingthe na ceanglais dearaidh a chomhlíonadh. Dá bhrí sin, chinntigh tabhairt isteach ábhair nua agus teicnící déantúsaíochta athsholáthar aerárthach.
pictiúr
Mar is eol dúinn go léir, cuireann dearadh saolré fada aerárthach i dtimpeallacht resistant creimeadh ceanglais níos airde ar aghaidh maidir le hábhair. Mar shampla, tá an leibhéal neart céanna ag cruach AerMet100 le cruach 300M, ach tá a fhriotaíocht creimeadh ginearálta agus friotaíocht creimeadh strus i bhfad níos fearr ná cruach 300M. Cuireadh an teicneolaíocht chomhoiriúnaithe um mhonarú trealaimh tuirlingthe i bhfeidhm ar ard-aerárthaí ar nós F/A{{5}E/F, F-22, agus F-35. Neart níos airde Tá toughness briste níos ísle ag cruach Aermet310 agus tá sé á fhorbairt agus á fheabhsú go leanúnach. Tá ráta fáis crack an chruach ultra-ard-neart damáiste-fhulangach AF1410 thar a bheith mall, is féidir a úsáid mar chomhpháirteach actuator sciathán an aerárthaigh B-1, atá 10.6 faoin gcéad níos éadroime ná Ti -6Al-4V, le méadú 60 faoin gcéad ar fheidhmíocht próiseála agus laghdú 30.3 faoin gcéad ar chostas . Mar shampla, tá an méid cruach dhosmálta ard-neart a úsáidtear i Smig na Rúise-1.42 chomh hard le 30 faoin gcéad . PH13-8Is é Mo an t-aon chruach dhosmálta ard-neart martensitic deascadh-cruanaithe a úsáidtear go forleathan mar chomhpháirteanna atá resistant creimeadh. Forbraíodh cruacha (imthacaí) trealaimh ultra-ard-láidre go hidirnáisiúnta freisin, mar CSS-42L, Gearmet C69, etc., agus baineadh úsáid astu in innill, héileacaptair agus aeraspáis.
3
Ábhar cóimhiotail teocht ard
Cad iad ábhair superalloy? Roinntear cóimhiotail ardteochta i dtrí chineál ábhar: ábhair ardteochta 760 céim, ábhair ardteochta 1200 céim agus ábhair ardteochta 1500 céim, le neart teanntachta de 800MPa. I bhfocail eile, tagraíonn sé d'ábhair miotail ardteochta a oibríonn ar feadh i bhfad faoi 760-1500 céim agus coinníollacha strus áirithe. A ghnéithe tábhachtacha: tá neart ardteochta den scoth aige, friotaíocht maith ocsaídiúcháin agus friotaíocht creimeadh teirmeach, feidhmíocht tuirse maith, toughness briste agus airíonna cuimsitheacha eile, agus tá sé ina phríomhábhar do-athsholáthair do chodanna deiridh te na n-innill tuirbín gáis le haghaidh míleata agus sibhialta. úsáid ar fud an domhain.
Ábhair ardteochta 760 céim Ó dheireadh na 1930idí, thosaigh an Bhreatain, an Ghearmáin, na Stáit Aontaithe agus tíortha eile ag déanamh staidéir ar superalloys. Le linn an Dara Cogadh Domhanda, d'fhonn freastal ar riachtanais na n-aer-inneall nua, chuaigh taighde agus úsáid sár-chóimhiotail isteach i dtréimhse forbartha mear. Go luath sna 1940idí, chuir an Ríocht Aontaithe méid beag alúmanaim agus tíotáiniam leis an gcóimhiotal 80Ni-20Cr den chéad uair chun céim (gamma prime) a fhoirmiú le haghaidh neartú, agus d'fhorbair sí an chéad chóimhiotal nicil-bhunaithe le ard-ard. - neart teochta. Le linn na tréimhse seo, chun freastal ar riachtanais fhorbairt turbochargers le haghaidh aeroengines loine, thosaigh na Stáit Aontaithe ag úsáid cóimhiotail bunaithe ar chóbalt Vitallium chun lanna a dhéanamh.
pictiúr
Is fiú a lua go bhfuil cóimhiotail nicil-bhunaithe Inconel forbartha ag na Stáit Aontaithe freisin chun seomraí dócháin a dhéanamh d'innill scaird. Níos déanaí, d'fhonn neart ardteochta an chóimhiotail a fheabhsú tuilleadh, chuir metallurgists gnéithe cosúil le tungstain, moluibdín, agus cóbalt leis an gcóimhiotal nicil-bhunaithe chun ábhar alúmanam agus tíotáiniam a mhéadú, agus d'fhorbair siad sraith cóimhiotail, mar sin de. mar "Nimonic" sa Ríocht Aontaithe, agus "Nimonic" sna Stáit Aontaithe. "Mar-M" agus "IN", etc.; ag cur nicil, tungstain agus eilimintí eile leis na cóimhiotail cóbalt-bhunaithe chun éagsúlacht cóimhiotail ardteochta a fhorbairt, mar shampla X-45, HA-188, FSX-414, etc. easpa acmhainní cóbalt, tá forbairt superalloys cóbalt-bhunaithe teoranta.
Sna 1940idí, forbraíodh sár-chóimhiotail iarainn-bhunaithe freisin. Sna 1950í, bhí gráid cosúil le A-286 agus Incoloy901 le feiceáil, ach mar gheall ar chobhsaíocht ard-teocht bocht, bhí an fhorbairt mall. Thosaigh an t-iar-Aontas Sóivéadach ag táirgeadh sár-chóimhiotail nicil-bhunaithe branda "ЭИ" i 1950, agus ina dhiaidh sin tháirgtear sraith "ЭП" sár-chóimhiotail dífhoirmithe agus sraith ЖС de chóimhiotail teilgthe. Sna 1970í, ghlac na Stáit Aontaithe próiseas táirgthe nua freisin chun lanna criostalaithe treorach agus dioscaí tuirbín miotalóireacht púdair a mhonarú, agus d'fhorbair siad comhpháirteanna cóimhiotail ardteochta mar lanna criostail aonair chun freastal ar riachtanais an mhéadaithe leanúnach ar theocht inlet aero. - tuirbíní inneall.
Forbraítear superalloys chun freastal ar riachtanais an-éilitheacha na n-inneall scaird ar ábhair, agus tá siad anois ina bpríomhábhar do-athsholáthair do chomhpháirteanna deireadh te inneall tuirbín gáis míleata agus sibhialta. In aer-innill chun cinn, tá an cion de chóimhiotail ardteochta bainte amach níos mó ná 50 faoin gcéad.
Tá dlúthbhaint ag forbairt cóimhiotail ardteochta le dul chun cinn teicneolaíochta na n-aer-inneall, go háirithe an diosca tuirbín, ábhar lann tuirbín agus próiseas déantúsaíochta na gcodanna te-deireadh den inneall atá ina siombailí tábhachtacha d'fhorbairt an innill. Mar gheall ar na riachtanais arda maidir le friotaíocht ard teochta agus cumas brú an ábhair, forbraíodh cóimhiotal neartaithe Ni3 (Al, Ti) Nimonic80 go luath sa Ríocht Aontaithe, a úsáideadh mar ábhar le haghaidh lann tuirbín an. inneall turbojet. Ina theannta sin, forbraíodh an cóimhiotal sraith Nimonic go leanúnach. Tá cóimhiotail nicil-bhunaithe neartaithe scaipthe forbartha ag na Stáit Aontaithe ina bhfuil alúmanam agus tíotáiniam, mar an tsraith cóimhiotal Inconel, Mar-M agus Udmit a d'fhorbair an cáiliúil Pratt & Whitney Company, GE Company agus Special Metals Company faoi seach.
pictiúr
I bpróiseas forbartha superalloys, tá ról mór ag an bpróiseas déantúsaíochta chun forbairt cóimhiotail a chur chun cinn. Mar gheall ar theacht chun cinn na teicneolaíochta leá i bhfolús, tá deireadh a chur le neamhíonachtaí díobhálacha agus gáis i gcóimhiotail, go háirithe rialú beacht ar chomhdhéanamh cóimhiotail, feabhas leanúnach ar fheidhmíocht superalloys. Go háirithe, chuir taighde rathúil ar theicneolaíochtaí nua cosúil le soladú treo, fás criostail aonair, miotalóireacht phúdair, cóimhiotal meicniúil, croí ceirmeach, scagachán ceirmeach, agus brionnú isothermal forbairt go mear ar chóimhiotail chun cinn. Ina measc, is é an teicneolaíocht soladú treorach an ceann is suntasaí. Tá teocht seirbhíse gar do 90 faoin gcéad den leá tosaigh ag an gcóimhiotal criostail aonair agus treorach a tháirgtear leis an bpróiseas soladú treorach. Dá bhrí sin, úsáideann lanna aer-inneall chun cinn ar fud an domhain cóimhiotail threoracha, aonchriostail chun lanna tuirbíní a mhonarú. Ó thaobh an domhain de, tá sár-chóimhiotail teilgthe nicil-bhunaithe tar éis criostail equiaxed, criostail columnar soladaithe treo agus córais chóimhiotail criostail aonair a fhoirmiú. Forbraíodh freisin sár-chóimhiotail púdar ón gcéad ghlúin de 650 céim go 750 céim, dioscaí tuirbín púdar 850 céim agus dioscaí púdar dé-fheidhmíochta do na hinnill ardfheidhmíochta sin.
4
comhdhéanta maitrís ceirmeacha
Cad iad Comhchodanna Maitrís Ceirmeacha? Is cineál ábhar ilchodach é a úsáideann criadóireacht mar mhaitrís agus snáithíní éagsúla. Is féidir criadóireacht struchtúrach ardteochta a bheith sa mhaitrís ceirmeach mar nítríd sileacain agus chomhdhúile sileacain. Tá airíonna den scoth ag na criadóireacht chun cinn seo cosúil le friotaíocht ardteochta, ard-neart agus rigidity, meáchan réasúnta éadrom, agus friotaíocht creimeadh. Is é an laige marfach go bhfuil siad brittle. Nuair a bhíonn siad faoi strus, beidh siad crack nó fiú briseadh chun teip ábhartha a chur faoi deara. Is modh éifeachtach é snáithín ard-neart, ard-leaisteacha agus ilchodach maitrís chun cruas agus iontaofacht na criadóireachta a fheabhsú. Is féidir le snáithíní scoilteanna a chosc ó leathnú, rud a fhágann go bhfaightear comhdhúile maitrís ceirmeacha treisithe le snáithíní le toughness den scoth.
pictiúr
Baineadh úsáid as comhchodanna maitrís ceirmeacha mar soic inneall roicéad leachtacha, radóim diúracáin, cóin srón tointeála spáis, dioscaí coscáin aerárthaigh agus dioscaí coscáin gluaisteán ard-deireadh, etc., ag éirí mar bhrainse thábhachtach d'ábhair nua ardteicneolaíochta.
Toisc go bhfuil friotaíocht caitheamh den scoth ag ábhair ceirmeacha, cruas ard agus friotaíocht maith creimeadh, baineadh úsáid as go forleathan orthu. Mar sin féin, is é an míbhuntáiste is mó a bhaineann le criadóireacht ná go bhfuil siad brittle agus íogair do scoilteanna agus phiocháin. Ó na 1980í i leith, tá feabhas mór tagtha ar chruas na criadóireachta i gcomhchodanna maitrís ceirmeacha a fhaightear trí cháithníní, guairí agus snáithíní a chur le hábhair ceirmeacha.
Tá ard-neart, modulus ard, dlús íseal, friotaíocht ardteochta, friotaíocht caitheamh agus friotaíocht creimeadh, agus toughness maith ag comhpháirteanna maitrís ceirmeacha, agus úsáidtear iad in uirlisí gearrtha ardluais agus comhpháirteanna innill dócháin inmheánaigh. Mar sin féin, tá forbairt an chineál seo ábhar sách déanach, agus tá a acmhainneacht fós le forbairt tuilleadh. Is é fócas an taighde é a chur i bhfeidhm ar ábhair ardteochta agus ábhair chaitheamh-resistant agus creimeadh-resistant, mar shampla tuirbíní feabhsaithe d'innill dócháin inmheánaigh ard-chumhachta, comhpháirteanna teirmeacha d'fheithiclí aeraspáis, agus innill feithicle in ionad miotail, coimeádáin pheitriceimiceacha. , trealamh loiscthe dramhaíola, etc.
Nuair a thagann sé le criadóireacht, smaoiníonn daoine go nádúrtha ar a brittleness. Níos mó ná deich mbliana ó shin, má úsáideadh é mar chuid ualachiompartha sa réimse innealtóireachta, níorbh fhéidir le haon duine glacadh leis. Go dtí seo, nuair a thagann sé le hábhair chomhchodacha ceirmeacha, b'fhéidir nach mbeadh roinnt daoine soiléir, ag smaoineamh gur dhá ábhar neamhábhartha iad criadóireacht agus miotail ar dtús. Mar sin féin, ós rud é gur chomhcheangail daoine criadóireacht agus miotail go cliste, tá athrú bunúsach tagtha ar choincheap na ndaoine ar an ábhar seo, is é sin comhdhéanta maitrís ceirmeacha.
Is ábhar struchtúrach nua an-geallta é ábhar ilchodach maitrís ceirmeach i réimse an tionscail eitlíochta, go háirithe i gcur i bhfeidhm déantúsaíochta aer-inneall, tá sé ag taispeáint níos mó a uathúlacht. Chomh maith leis na buntáistí a bhaineann le meáchan éadrom agus cruas ard, tá friotaíocht ard-teocht den scoth agus friotaíocht creimeadh teocht ard ag cumaisc maitrís ceirmeacha freisin. Faoi láthair, tá ilchodacha maitrís ceirmeacha tar éis dul thar ábhair teas-resistant miotail i dtéarmaí friotaíocht ard teochta, agus tá dea-airíonna meicniúla agus cobhsaíocht cheimiceach acu. Tá siad oiriúnach agus ábhair den scoth le haghaidh réimsí ard-teocht na n-inneall tuirbín ardfheidhmíochta.
pictiúr
Tá tíortha ar fud an domhain ag díriú ar thaighde ar chriadóireacht threisithe nítríde sileacain agus chomhdhúile sileacain chun freastal ar riachtanais ábhartha an chéad ghlúin eile d'innill chun cinn
ábhair, agus tá dul chun cinn mór déanta aige, go háirithe in aer-innill nua-aimseartha. Mar shampla, tá inneall F120 an mheaisín fíoraithe Mheiriceá, a gléas séalaithe tuirbín ardbhrú, agus roinnt codanna ardteochta den seomra dócháin go léir déanta as ábhair ceirmeacha. Mar shampla eile, úsáideann seomra dócháin agus soc an inneall Francach M88-2 comhchodanna maitrís ceirmeacha freisin.
5
Ábhair nua de chomhdhúile idirmhiotalacha
Cad is comhdhúile idirmhiotalacha ann? Comhdhúile miotail agus miotail nó miotail agus miotalóidigh (amhail H, B, N, S, P, C, Si, etc.). Cuirtear adaimh an dá mhiotail le chéile i gcion áirithe chun comhdhéanamh cóimhiotail a fhoirmiú atá difriúil ón dá laitís criostail bunaidh. Is cineálacha nua ábhar iad comhdhúile intermetallic ar tugadh aird fhorleathan orthu.
pictiúr
Go deimhin, tá forbairt agus cur i bhfeidhm na gcomhdhúile idirmhiotalacha curtha chun cinn ag forbairt aer-inneall ardfheidhmíochta, ard-sá-go-meáchain. Go ginearálta is comhdhúile iad comhdhúile intermetallic comhdhéanta d'eilimintí miotail dhénártha, thrínártha nó ilghnéitheacha. Tá cumas mór ag comhdhúile intermetallic in iarratais struchtúracha ardteochta. Tá teocht ardseirbhíse aige, neart sonrach, seoltacht theirmeach, agus go háirithe ag teocht ard, tá friotaíocht maith ocsaídiúcháin, friotaíocht creimeadh agus neart creep ard aige freisin. . Ina theannta sin, toisc gur ábhar nua é an cumaisc intermetallic idir an superalloy agus an t-ábhar ceirmeach, líonann sé an bhearna idir an dá ábhar, agus mar sin bíonn sé ar cheann de na hábhair idéalach le haghaidh comhpháirteanna ardteochta aer-inneall.
Sa struchtúr aer-inneall domhanda, tá taighde agus forbairt dírithe go príomha ar chomhdhúile intermetallic cosúil le tíotáiniam-alúmanam agus nicil-alúmanam. Go bunúsach tá an dlús céanna ag na comhdhúile alúmanam tíotáiniam seo le tíotáiniam, ach tá teocht seirbhíse níos airde acu. Mar shampla, tá teocht oibriúcháin TiAl 816 céim agus 982 céim faoi seach. Tá nasc láidir ag an gcomhdhúil intermetallic idir adaimh agus struchtúr criostail casta, rud a fhágann go bhfuil sé deacair é a dhífhoirmiú, agus tá sé crua agus brittle ag teocht an tseomra. Tar éis blianta de thaighde turgnamhach, forbraíodh cineál nua cóimhiotail le neart teocht ard, plaisteacht teocht an tseomra agus toughness go rathúil, agus tá sé suiteáilte agus in úsáid, agus tá an éifeacht an-mhaith. Mar shampla, úsáideann an t-inneall ardfheidhmíochta F119 sna Stáit Aontaithe comhdhúile intermetallic sa chásáil agus dioscaí tuirbín, agus úsáideann lanna comhbhrúiteoir agus dioscaí an mheaisín fíoraithe inneall F120 comhdhúile nua idirmhiotalacha tíotáiniam-alúmanam.
6
comhdhúile maitrís roisín
Cad iad comhdhúile maitrís roisín? Is ábhar snáithín-treisithe é atá bunaithe ar pholaiméir orgánach, de ghnáth ag baint úsáide as athneartaithe snáithíní cosúil le snáithín gloine, snáithín carbóin, snáithín basalt nó snáithín aramid. Úsáidtear ábhair chomhchodacha roisín-bhunaithe go forleathan i dtionscail eitlíochta, gluaisteán agus mara.
pictiúr
Is roisín thermosetting den chuid is mó é maitrís roisín na n-ábhar ilchodach. Chomh luath leis na 1940idí, baineadh úsáid as plaistigh threisithe fiberglass mar radóim ar scairdeanna trodaire agus buamadóirí. Sna 1960idí, d'úsáid na Stáit Aontaithe roisín eapocsa athneartaithe le snáithín bóróin mar threoraí, cobhsaitheoirí cothrománacha, imill rianaithe sciatháin, doirse rudder, etc. ar aerárthaí míleata mar F-4 agus F-111. Maidir le déantúsaíocht diúracán, go déanach sna 1950idí, d'úsáid cásáil an mhótair roicéad soladach dara céim de dhiúracán fomhuirí meán-raon na Stát Aontaithe "Polaris A-2" páirteanna foirceannadh roisín eapocsa athneartaithe le snáithín gloine, atá níos fearr. ná casings cruach. 27 faoin gcéad níos éadroime; níos déanaí, baineadh úsáid as snáithín gloine ardfheidhmíochta in ionad gnáth-snáithín gloine chun "Polaris A-3" a dhéanamh, rud a rinne meáchan an bhlaosc 50 faoin gcéad níos éadroime ná an bhlaosc cruach, ionas go mbeidh an raon "Polaris A{{ Athraíodh diúracán 12}}" ó mhéadaigh 2700 míle méadar go 4500 km. Sna 1970í, baineadh úsáid as snáithín aramid in ionad snáithín gloine chun roisín epocsa a threisiú, agus feabhsaíodh an neart go mór, agus laghdaíodh an meáchan. Úsáidtear cumaisc roisín eapocsa treisithe le snáithín carbóin go forleathan in aerárthaí, diúracáin, satailítí agus struchtúir eile.
Thosaigh an taighde ar chur i bhfeidhm ábhar ilchodach roisín-bhunaithe in innill turbofan eitlíochta sna 1950í. Tar éis níos mó ná 60 bliain d'fhorbairt, tá GE, PW, RR, MTU, SNECMA agus cuideachtaí eile tar éis go leor fuinnimh a infheistiú i dtaighde agus i bhforbairt ábhair chomhchodacha roisín-bhunaithe, agus baineadh amach dul chun cinn mór, agus tá a innealtóireacht tar éis dul chun cinn a dhéanamh. curtha i bhfeidhm ar innill ghníomhacha turbafan eitlíochta, agus tá claonadh ann a bhfeidhmiú a leathnú tuilleadh.
Go ginearálta ní théann teocht seirbhíse na gcomhchodanna maitrís roisín thar 350 céim. Dá bhrí sin, úsáidtear comhdhúile maitrís roisín go príomha i ndeireadh fuar aer-inneall.
7
comhdhúile maitrís miotail
Cad iad comhdhúile maitrís miotail? Is ábhar ilchodach é atá comhcheangailte go saorga le miotail agus a chóimhiotail mar an maitrís agus treisithe miotail nó neamh-mhiotail amháin nó níos mó. Is neamh-mhiotail neamhorgánacha iad an chuid is mó dá ábhar athneartaithe, mar shampla criadóireacht, carbóin, graifít agus bórón, etc., agus is féidir sreanga miotail a úsáid freisin. In éineacht le cumaisc maitrís polaiméire, cumaisc maitrís ceirmeacha agus comhdhúile carbóin/carbóin, cruthaíonn sé córas ilchodach nua-aimseartha.
pictiúr
Saintréithe na n-ábhar ilchodach maitrís miotail: i dtéarmaí meicnic, tá neart trasnánach agus lomadh ard acu, dea-airíonna meicniúla cuimsitheacha cosúil le toughness agus tuirse, agus tá seoltacht teirmeach, seoltacht leictreach, friotaíocht caitheamh, comhéifeacht leathnú teirmeach beag, dea-damping acu freisin. , gan aon ionsú taise, agus gan aon friotaíocht creimeadh. Buntáistí cosúil le dul in aois agus gan aon truailliú. Mar shampla, is é 3 ~ 4 × 107mm neart sonrach na n-ábhar ilchodach alúmanaim athneartaithe le snáithín carbóin, agus is é 6~8 × 109mm an modúl sonrach. Mar shampla, is féidir le modúl sonrach maignéisiam athneartaithe snáithín graifíte 1.5 × 1010mm a bhaint amach, agus tá a chomhéifeacht leathnú teirmeach beagnach nialas.
Is fiú a lua, i gcomparáid le hábhair chomhchodacha roisín-bhunaithe, go bhfuil dea-dhianacht ag ábhair chomhchodacha miotail-bhunaithe, nach n-ionsúnn siad an taise, agus go bhféadann siad teocht réasúnta ard a sheasamh. I measc na snáithíní athneartaithe de chomhchodanna maitrís miotail tá snáithíní miotail, mar shampla cruach dhosmálta, tungstain, luaidhe, comhdhúile idirmhiotalacha nicil-alúmanam, srl .; snáithíní ceirmeacha, mar shampla alúmana, ocsaíd sileacain, carbóin, bórón, chomhdhúile sileacain, etc.
I measc na n-ábhar maitrís de chomhchodanna maitrís miotail tá alúmanam, cóimhiotal alúmanaim, maignéisiam, cóimhiotail Chin agus Chin, cóimhiotail teas-resistant, cóimhiotail diamanta, etc. Ina measc, is iad ábhair chomhchodacha atá bunaithe ar chóimhiotail alúmanaim, cóimhiotail alúmanaim agus cóimhiotail iarainn na príomh-roghanna faoi láthair. . Mar shampla, is féidir comhdhúile maitrís cóimhiotail Chin atá treisithe le snáithín SiC a úsáid chun lanna comhbhrúiteora a dhéanamh. Is féidir maignéisiam nó cumaisc maignéisiam cóimhiotal maignéisiam treisithe snáithín carbóin nó snáithín alúmana a úsáid chun lanna turbofan a mhonarú. Sampla eile is ea gur féidir comhdhúile maitrís cóimhiotail atá bunaithe ar nicil-chróimiam-alúmanam-alúmanam-threisithe a úsáid chun eilimintí séalaithe a mhonarú le haghaidh tuirbíní agus comhbhrúiteoirí.
Ina theannta sin, tá casings lucht leanúna, rotors, dioscaí comhbhrúiteoir agus páirteanna eile go léir déanta as cumaisc maitrís miotail thar lear. Ach is é ceann de na fadhbanna is mó a bhaineann leis an gcineál seo ábhar ilchodach ná go bhfuil sé éasca imoibriú idir an snáithín athneartaithe agus an miotail maitrís chun céim brittle a tháirgeadh, rud a chuireann meath ar fheidhmíocht an ábhair. Go háirithe nuair a úsáidtear é ar feadh i bhfad ag teocht níos airde, tá imoibriú an chomhéadain níos suntasaí. Is é an réiteach atá ann faoi láthair ná bratuithe cuí a chur ar dhromchla an tsnáithín agus an miotail maitrís a chóimhiotail de réir snáithíní éagsúla agus foshraitheanna éagsúla, chun an t-imoibriú comhéadan a mhoilliú agus iontaofacht feidhmíochta ábhar ilchodach a chothabháil.
pictiúr
Ábhair a úsáidtear i lanna lucht leanúna innill
Is é an lann lucht leanúna inneall an chuid is ionadaí agus an-tábhachtach den inneall turbofan, agus tá dlúthbhaint ag feidhmíocht an inneall turbofan lena fhorbairt. I gcomparáid le lanna lucht leanúna cóimhiotail tíotáiniam, tá buntáiste an-soiléir ag lanna lucht leanúna ábhar ilchodach maitrís roisín maidir le laghdú meáchain. Chomh maith leis na buntáistí soiléire a bhaineann le laghdú meáchain, tá tionchar níos lú ag na lanna lucht leanúna ilchodacha roisín-bhunaithe ar an gcás lucht leanúna tar éis an tionchair, agus mar sin tá sé tairbheach srianadh an cháis lucht leanúna a fheabhsú.
Is iad seo a leanas príomhionadaithe lanna lucht leanúna ilchodacha atá le cur i bhfeidhm tráchtála i dtíortha iasachta: innill sraith GE90 do B777, innill GEnx do B787, agus innill LEAP-X do COMAC C919. Chomh luath le 1995, cuireadh an t-inneall GE90-94B atá feistithe le lanna lucht leanúna ábhar ilchodach roisín-bhunaithe i bhfeidhm go hoifigiúil ar bhonn tráchtála, rud a léiríonn réadú oifigiúil feidhm innealtóireachta ábhar ilchodach roisín-bhunaithe in aeroengines nua-aimseartha ardfheidhmíochta. . Ar bhonn breithniú cuimsitheach ar aeraidinimic, timthriallta tuirse timthriall ard agus íseal agus fachtóirí eile, tá lann lucht leanúna ilchodach nua forbartha ag GE don inneall GE90-115B ina dhiaidh sin.
Sa 21ú haois, cuireann éileamh láidir na n-aer-inneall ar ábhair chomhchodacha ard-fhulangacha damáiste tuilleadh forbartha ar theicneolaíocht ábhar ilchodach, agus tá sé deacair freastal ar riachtanais na n-ábhar ard-damáiste-fhulangach trí chruas snáithín carbóin a fheabhsú go leanúnach. / réamhullmhúcháin roisín eapocsa. Mar thoradh air sin, thosaigh lanna lucht leanúna ilchodach struchtúr fite 3D le feiceáil.
Ábhair a úsáidtear i gcás lucht leanúna innill
Is é an cásáil lucht leanúna inneall an chuid is mó d'aer-inneall, agus beidh tionchar díreach ag a laghdú meáchain ar an gcóimheas sá-go-meáchain agus ar éifeachtúlacht aer-inneall. Dá bhrí sin, tá OEManna aer-inneall chun cinn eachtracha i gcónaí tiomanta do laghdú meáchain agus leas iomlán a bhaint struchtúrach an chásáil lucht leanúna.
pictiúr
Ábhair a úsáidtear le haghaidh cowls lucht leanúna innill
Toisc gur comhpháirt ualachiompartha neamhphríomha é, is é an cowl lucht leanúna ceann de na chéad chodanna atá déanta as ábhair chomhchodacha ar aer-inneall. Is féidir leis an cowl lucht leanúna déanta as ábhair chomhchodacha meáchan níos éadroime a sholáthar, struchtúr frith-oighin simplithe, friotaíocht creimeadh níos fearr agus friotaíocht tuirse níos fearr. Ar nós inneall RB211 na cuideachta cáiliúil RR, úsáideann PW1000G na cuideachta PW, agus PW4000 ábhair chomhchodacha roisín-bhunaithe chun caipíní lucht leanúna a ullmhú.
I gcomparáid le príomhfhrámaí aer-inneall, tá spás iarratais an-leathan ag ábhair chomhchodacha roisín-bhunaithe i nacelles aera-inneall. Bhain déantúsóirí domhanda úsáid as ábhair chomhchodacha roisín-bhunaithe ar mhórscála i ngóilíní nacelle, sióga, aisiompaithe sá agus líneálacha laghdaithe torainn. Ábhar. I dtéarmaí páirteanna eile, cuirtear ábhair chomhchodacha roisín-bhunaithe i bhfeidhm freisin ar phlátaí rádala lucht leanúna aer-inneall, clúdaigh séalaithe imthacaí, agus plátaí clúdaigh.
