Anwendung von Hochtemperaturlegierungen im Luftfahrtbereich
1. Vier Hot-End-Komponenten
Hochtemperaturlegierungen werden hauptsächlich in den vier Hot-End-Komponenten von Flugzeugtriebwerken verwendet:
Brennkammer: Die Brennkammer ist die Quelle der mechanischen Energieerzeugung. Die Wände und die Brennkammer der Brennkammer bestehen hauptsächlich aus hochtemperaturbeständigen Legierungsmaterialien, da sie Temperaturen über 800 Grad standhalten müssen. Das Material muss eine gute Ermüdungsbeständigkeit, starke Oxidationsbeständigkeit und gute Schneidleistung aufweisen.
- Turbinenschaufeln: Turbinenschaufeln sind die kritischsten Komponenten von Flugzeugtriebwerken. Turbinenschaufeln müssen hohen Temperaturen standhalten und großen Zentrifugal-, Vibrations- und Wärmebelastungen usw. standhalten. Das Hauptmaterial, das bei der Herstellung von Turbinenschaufeln verwendet wird, ist gegossene Hochtemperaturlegierung. Derzeit werden bei der Herstellung häufig monokristalline Hochtemperaturlegierungen verwendet. Diese Legierung ist zugfest, langlebig, kriechermüdungsbeständig, oxidationsbeständig und hitzekorrosionsbeständig.
- Leitschaufel: Die Leitschaufel ist ein Bauteil, das zur Einstellung der Strömungsrichtung des aus der Brennkammer austretenden Gases verwendet wird. Sie ist eines der Teile, das im Flugzeugtriebwerk den größten thermischen Schock erleidet. Das Material weist eine hohe Oxidationsbeständigkeit bei hohen Temperaturen, eine gute Beständigkeit gegen thermische und mechanische Ermüdung, eine hohe Wärmeleitfähigkeit und einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten auf.
- Turbinenscheibe: Wenn die Turbinenscheibe in Betrieb ist, erreicht die Felgentemperatur 550-750 Grad, während die Radmittentemperatur nur etwa 300 Grad beträgt, was einen großen Temperaturunterschied über die gesamte Komponente hinweg verursacht; sie ist beim Drehen einer erheblichen Zentrifugalkraft ausgesetzt; sie ist beim Anfahren und Parken großen Belastungen ausgesetzt. Ermüdungszyklus. Das Material muss eine hohe Festigkeit aufweisen. Gute Plastizität und gute thermische Ermüdungsbeständigkeit.
2. Luftfahrtbefestigungen
Zu den wichtigsten Befestigungsprodukten an Flugzeugtriebwerken zählen verschiedene Arten von Bolzen, Passfedern, selbstsichernde Muttern, Gewindehülsen, Stifte, Rohrverbindungen und Verbindungsstücke usw.
- Hochtemperatur- und hochfeste Bolzen und Schrauben
Bolzen und Schrauben aus Materialien wie GH4169 sind derzeit die am häufigsten verwendeten hochtemperaturbeständigen und hochfesten Verbindungselemente in Flugzeugtriebwerken. Nach der Wärmebehandlung erreicht die Zugfestigkeit solcher Teile σb größer oder gleich 1250 MPa, und die Gewinde dieser Art hochfester Verbindungselemente werden durch Warmwalzen verarbeitet. Technologie ist die Richtung der Forschung und Entwicklung.
- Die Schrauben festziehen
Triebwerksturbinenschrauben und hochpräzise, schlanke Spannschrauben sind wichtige tragende Teile von Flugzeugtriebwerken. Diese Art von Befestigungselementen wird im Allgemeinen aus Schmiederohlingen hergestellt und die Materialien sind hauptsächlich Hochtemperaturlegierungen und Titanlegierungen. Neben den Anforderungen an Hochtemperatur-, Hochfestigkeits- und Hochpräzisionsleistung haben solche Teile auch strukturelle Formen und Anforderungen an schlanke Wellenteile. Die Verarbeitungsschwierigkeiten dieser Art von Teilen liegen hauptsächlich im Hochfestigkeitsgewindewalzen und der Verarbeitungsdeformationskontrolle schlanker Wellen.
- Schraubpfähle und Schraubhülsen mit Schlüsselverriegelung
Schlüsselverriegelungsschraubenpfähle und Gewindehülsen sind in den letzten Jahren eine neu entwickelte Verbindungstechnologie für Luftfahrtbefestigungen. Diese Verbindungstechnologie ist im Wesentlichen eine Weiterentwicklung der traditionellen kombinierten Verbindungsmethode aus Interferenzgewinden und Verriegelungsscheiben. Es handelt sich um eine Stift-Schlüssel-Verriegelungsmethode, die die Baugruppenverriegelungsstruktur kompakter, kostengünstiger und zuverlässiger macht, um ein Lösen zu verhindern.
- Selbstsichernde Mutter aus hochtemperaturbeständiger Legierung
Selbstsichernde Muttern. In der Vergangenheit war die Form dieser Art von Befestigungselementen relativ einfach und bestand hauptsächlich aus legiertem Stahl und rostfreiem Stahl. Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Triebwerkstechnologie werden die meisten selbstsichernden Muttern von Triebwerksbefestigungen heute aus hochtemperaturbeständigen Legierungsmaterialien hergestellt. Die Verriegelungsverformungsformen umfassen Zweipunkt-, Dreipunkt-, Vierpunkt-, gerade Nut-, geneigte Nut- und andere Schließformen. Zu den implementierten Standards gehören HB, GJB und die speziellen technischen Standards jedes entwickelten Modells.
Spezielle selbstsichernde Mutter
Mit der schrittweisen Verbesserung der fortschrittlichen Triebwerkstechnologie für die Luft- und Raumfahrt im In- und Ausland werden zuverlässigere, einfachere und leichtere Spindelrotorbefestigungen benötigt, um Teile an Hochgeschwindigkeitsspindeln zu befestigen. Die Durchmesser- und Dickenverhältnisse dieser speziellen selbstsichernden Mutter an einer Hochgeschwindigkeitsspindel betragen im Allgemeinen 4:1, 6:1 und 10:1. Die selbstsichernde Verformungszone dieser Art spezieller selbstsichernder Mutter ist kurz und der Formprozess ist schwierig, was sich auf das Material auswirkt. Die Anforderungen an Wärmebehandlungskontrolle, metallurgische Qualität und selbstsichernde Stabilität sind extrem hoch.
Hochtemperaturlegierungen wie A286 (GH2132), GH2696, GH3030, Inconel718 (GH4169), GH4698 und Waspaloy (GH738) sind allesamt häufig verwendete Materialien für Befestigungselemente in der Luft- und Raumfahrt.
3.Andere Komponenten
Wird für Komponenten wie Empfänger, Ringe, Nachbrenner und Heckdüsen verwendet.
