Manifakti avyasyon se jaden ki pi konsantre nan gwo teknoloji ak ki dwe nan teknoloji manifakti avanse. Pou egzanp, motè F119 la te devlope pa Pratt & Whitney nan Etazini, motè F120 nan General Electric Company, motè M88-2 Konpayi SNECMA an Frans, ak motè EJ200 devlope ansanm pa Wayòm Ini a, Almay. , Itali ak Espay. Li vo mansyone ke sa yo aero-motè ki reprezante nivo ki pi avanse nan mond lan gen yon karakteristik komen nan sèvi ak nouvo materyèl, nouvo pwosesis ak nouvo teknoloji. Sèt nouvo materyèl yo itilize yo prezante respektivman jan sa a:
1
Kabòn / Kabòn konpoze
Ki sa ki konpoze kabòn/kabòn? Li se yon materyèl konpoze kabòn matris ranfòse pa fib kabòn ak twal li yo, ak dansite ki ba (<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.
Malgre ke konpoze kabòn/kabòn gen anpil pwopriyete ekselan tanperati wo, yo sibi reyaksyon oksidasyon nan yon anviwònman aerobic ak yon tanperati ki pi wo pase 400 degre, sa ki lakòz yon bès byen file nan pwopriyete yo nan materyèl la. Se poutèt sa, aplikasyon an nan kabòn / kabòn konpoze nan wo-tanperati anviwònman aerobic dwe gen mezi pwoteksyon oksidasyon. Pwoteksyon oksidasyon kabòn / kabòn konpoze se sitou atravè de fason sa yo, se sa ki, modifikasyon matris la ak pasivasyon pwen sifas aktif yo ka itilize pou pwoteje konpoze kabòn / kabòn nan pi ba tanperati; Kòm tanperati a ogmante, yo dwe itilize metòd kouch pou izole materyèl konpoze kabòn/kabòn ki soti nan kontak dirèk ak oksijèn, pou reyalize objektif pwoteksyon oksidasyon. Koulye a, metòd la nan kouch se metòd ki pi itilize. Avèk avansman kontinyèl nan syans ak teknoloji, gen pi plis ak plis depandans sou pèfòmans nan tanperati ultra-wo nan materyèl kabòn / kabòn konpoze, ak sèlman solisyon an posib pwoteksyon oksidasyon nan kondisyon tanperati ultra-wo ka sèlman pwoteksyon kouch. .
Li se vo mansyone ke C / C ki baze sou materyèl konpoze se yon nouvo materyèl ki gen pi wo rezistans tanperati ki te resevwa pi plis atansyon nan mond lan nan dènye ane yo. Paske sèlman materyèl konpoze C/C yo konsidere kòm sèl materyèl siksesè pou lam rotor turbine ak yon rapò pouse-a-pwa ki gen plis pase 20 ak yon tanperati admisyon motè a 1930-2227 degre. Objektif ki pi wo estratejik peyi endistriyèl avanse yo te pouswiv.
Sa yo rele C/C ki baze sou materyèl konpoze se yon kabòn fibre-ranfòse kabòn debaz materyèl konpoze, ki konbine pwopriyete yo refractory nan kabòn ak fòs la segondè ak frigidité segondè nan fib kabòn, ki fè li pa frajil. Paske materyèl konpoze ki baze sou C/C gen pwa limyè, gwo fòs, estabilite tèmik siperyè ak ekselan konduktiviti tèmik, yo se materyèl ki pi ideyal ki reziste nan tanperati ki wo jodi a, espesyalman nan anviwònman tanperati ki wo nan 1000-1300 degre C. Non sèlman fòs la pa t diminye, men li te kapab ogmante. Espesyalman lè li pi ba pase 1650 degre, li toujou kenbe fòs ak favè nan tanperati chanm. Se poutèt sa, C / C ki baze sou konpoze gen gwo potansyèl devlopman nan manifakti ayewospasyal.
Li se vo mansyone ke youn nan pwoblèm prensipal yo nan C / C ki baze sou materyèl konpoze nan aplikasyon an nan aero-motè se pòv rezistans oksidasyon. Se poutèt sa, nan dènye ane yo, Etazini te adopte yon seri de mezi teknolojik pou rezoud pwoblèm sa a, epi piti piti aplike nan nouvo motè a. Pou egzanp, bouch la ke nan afterburner la sou motè Ameriken F119 la, bouch la ak bouch chanm konbisyon nan motè F100 la, ak kèk pati nan chanm lan ki degaje konbisyon nan machin nan verifikasyon F120 yo te fè nan C / C ki baze sou materyèl konpoze. Yon lòt egzanp se motè franse M88-2, ak baton piki gaz apre brûler la, plak pwotèj chalè, ak bouch motè Mirage 2000 la tou itilize materyèl konpoze ki baze sou C/C.
2
Nouvo materyèl nan asye ultra-wo fòs
Ki sa ki Ultra High Strength Steel? Nan mitan -1940 yo, Etazini devlope asye Cr-Mo (AISI4130) ak asye Cr-Ni-Mo (AISI 4340). Apre trempe ak tanperaman ba-tanperati, fòs rupture yo te 170 ak 190kgf / mm2 respektivman. Nan kòmansman ane 1950 yo, Si ak V yo te ajoute nan asye AISI 4340 pou fè 300M ak yon fòs rupture nan 190 ~ 210kgf / mm2. An 1960, Konpayi Nikèl Entènasyonal la te fè maraging asye ak yon fòs rupture nan apeprè 180kgf / mm2, severite ka zo kase jiska 390kgf / mm. Nan ane 1970 yo, Etazini redwi C ak ogmante Si sou baz 300M, amelyore severite, epi devlope nan asye HP310; sou baz maraging asye, li devlope nan AF1410 asye, ak yon fòs rupture nan 170kgf / mm2 ak yon severite ka zo kase nan 400kgf / mm2 mm.
foto
Li se vo anyen ke ultra-wo fòs asye dwe gen gwo fòs rupture epi kenbe ase severite. Li mande tou yon gwo fòs espesifik (rapò nan fòs ak dansite) ak yon rapò segondè sede (σs/σb) diminye pwa nan eleman an, epi yo dwe gen bon soudabilite ak fòmabilite ak lòt pwopriyete pwosesis. Ultra-wo fòs asye gen kondisyon trè wo sou bon jan kalite métallurgique, epi li se souvan fonn pa founo elektrik arc ak electroslag remelting. Kalite asye ki mande pite segondè yo sitou fonn nan founo endiksyon vakyòm oswa vakyòm konsomab founo elektrik arc. Mwayen ak ba-alyaj ultra-wo fòs yo ta dwe anpeche dekarburizasyon pandan tretman chalè; Maraging asye ak presipitasyon-redi asye pur ka solid-solisyon trete nan founo chofaj òdinè. Pwoteksyon gaz soude oswa agon tengstèn arc soude dwe itilize pou soude. Gen kèk asye ki ba-alyaj ultra-wo fòs ak kontni kabòn segondè (apeprè 0.4 pousan) yo ta dwe soulaje estrès rkwit imedyatman apre soude.
Li se vo mansyone ke ultra-wo fòs asye yo itilize kòm yon materyèl pou Kovèti pou aterisaj sou avyon. Pou egzanp, Kovèti pou aterisaj yo itilize nan avyon dezyèm jenerasyon an te fè nan asye 30CrMnSiNi2A ak yon fòs rupture nan 1700MPa. Sa a kalite Kovèti pou aterisaj gen yon lavi sèvis kout nan apeprè 2000 èdtan vòl.
Yon lòt egzanp se ke konsepsyon avyon de gè twazyèm jenerasyon an mande pou lavi aterisaj la depase 5,000 èdtan vòl. An menm tan an, akòz ogmantasyon nan ekipman ayeryèn, koyefisyan pwa nan estrikti avyon an diminye, ak pi wo kondisyon yo mete sou seleksyon an nan materyèl Kovèti pou aterisaj ak teknoloji fabrikasyon. Tou de US la ak avyon de gè twazyèm jenerasyon nou yo itilize 300M asye (fòs rupture 1950MPa) teknoloji fabrikasyon angrenaj aterisaj.
An reyalite, amelyorasyon nan teknoloji aplikasyon materyèl se pwomouvwa ekstansyon an plis nan lavi a nan Kovèti pou aterisaj la ak ekspansyon nan adaptabilite. Pou egzanp, Kovèti pou aterisaj nan avyon Ewopeyen an Airbus A380 adopte super-gwo entegral Forge Forge teknoloji, nouvo pwoteksyon atmosfè teknoloji tretman chalè ak gwo vitès flanm dife teknoloji flite, se konsa ke lavi a nan Kovèti pou aterisaj la ka satisfè kondisyon yo konsepsyon. Se poutèt sa, entwodiksyon de nouvo materyèl ak teknik fabrikasyon asire ranplasman nan avyon.
foto
Kòm nou tout konnen, konsepsyon ki dire lontan nan avyon nan yon anviwònman korozyon ki reziste mete pi wo kondisyon pou materyèl yo. Pou egzanp, AerMet100 asye gen menm nivo fòs ak 300M asye, men rezistans jeneral korozyon li yo ak rezistans korozyon estrès yo siyifikativman pi bon pase 300M asye. Teknoloji fabrikasyon aterisaj ki koresponn lan te aplike nan avyon avanse tankou F/A-18E/F, F-22, ak F-35. Pi wo fòs Aermet310 asye gen pi ba severite ka zo kase epi yo te kontinyèlman devlope ak amelyore. Pousantaj kwasans krak AF1410 asye ultra-wo fòs ki toleran domaj la trè dousman, ki ka itilize kòm jwenti aktè zèl B-1 avyon an, ki se 10.6 pousan pi lejè pase Ti. -6Al-4V, ak yon ogmantasyon 60 pousan nan pèfòmans pwosesis ak yon rediksyon 30.3 pousan nan pri . Pa egzanp, kantite asye pur wo-fòs yo itilize nan Smig-1.42 Larisi a se 30 pousan. PH13-8Mo se sèlman segondè-fòs martensitic presipitasyon-redi asye pur lajman ki itilize kòm konpozan korozyon ki reziste. Kovèti pou (kote) asye ultra-wo fòs yo te devlope tou entènasyonalman, tankou CSS-42L, Gearmet C69, elatriye, epi yo te itilize nan motè, elikoptè ak ayewospasyal.
3
Materyèl alyaj tanperati ki wo
Ki sa ki materyèl superalloy? Alyaj wo-tanperati yo aktyèlman divize an twa kalite materyèl: 760 degre materyèl segondè-tanperati, 1200 degre materyèl segondè-tanperati ak 1500 degre materyèl-wo tanperati, ak yon fòs rupture nan 800MPa. Nan lòt mo, li refere a materyèl metal wo-tanperati ki travay pou yon tan long anba degre 760-1500 ak sèten kondisyon estrès. Karakteristik enpòtan li yo: li gen ekselan fòs tanperati ki wo, bon rezistans oksidasyon ak rezistans korozyon tèmik, bon pèfòmans fatig, severite ka zo kase ak lòt pwopriyete konplè, e li te vin tounen yon materyèl kle iranplasabl pou pati yo fen cho nan motè turbine gaz pou militè ak sivil. itilize atravè lemond.
760 degre materyèl segondè-tanperati Depi fen ane 1930 yo, Grann Bretay, Almay, Etazini ak lòt peyi yo te kòmanse etidye superalliaj. Pandan Dezyèm Gè Mondyal la, yo nan lòd yo satisfè bezwen yo nan nouvo aero-motè, rechèch la ak itilizasyon superalloys te antre nan yon peryòd de devlopman rapid. Nan kòmansman ane 1940 yo, Wayòm Ini a te ajoute premye yon ti kantite aliminyòm ak Titàn nan alyaj 80Ni -20Cr pou fòme yon 'faz (gamma premye) pou ranfòse, epi li devlope premye alyaj nikèl ki baze sou ak segondè segondè. -fòs tanperati. Pandan peryòd sa a, yo nan lòd yo satisfè bezwen yo nan devlopman nan turbokonpreseur pou piston aeroengines, Etazini yo te kòmanse sèvi ak Vitallium cobalt ki baze sou alyaj pou fè lam.
foto
Li se vo mansyone ke Etazini te tou devlope Inconel nikèl ki baze sou alyaj pou fè chanm combustion pou motè jè. Apre sa, yo nan lòd yo amelyore plis fòs nan tanperati ki wo nan alyaj la, metallurgists te ajoute eleman tankou tengstèn, molybdène, ak cobalt nan alyaj la ki baze sou nikèl ogmante kontni an nan aliminyòm ak Titàn, ak devlope yon seri de alyaj, tankou kòm "Nimonic" nan Wayòm Ini a, ak "Nimonic" nan peyi Etazini. "Mar-M" ak "IN", elatriye; ajoute nikèl, tengstèn ak lòt eleman nan alyaj ki baze sou cobalt yo pou devlope yon varyete alyaj wo-tanperati, tankou X-45, HA-188, FSX-414, elatriye. mank de resous Cobalt, devlopman nan superalliaj ki baze sou Cobalt limite.
Nan ane 1940 yo, superalliaj ki baze sou fè yo te devlope tou. Nan ane 1950 yo, klas tankou A-286 ak Incoloy901 te parèt, men akòz move estabilite tanperati ki wo, devlopman an te ralanti. Ansyen Inyon Sovyetik la te kòmanse pwodwi "ЭИ" mak nikèl ki baze sou superalliaj an 1950, epi pita te pwodwi "ЭП" seri superalliaj defòme ak ЖС seri superalliaj jete. Nan ane 1970 yo, Etazini te adopte tou yon nouvo pwosesis pwodiksyon pou fabrike lam kristalizasyon direksyon ak plak turbine metaliji poud, epi devlope konpozan alyaj wo-tanperati tankou lam kristal sèl pou satisfè bezwen ogmantasyon kontinyèl nan tanperati inlet aero. -motè turbin.
Superalliaj yo devlope pou satisfè kondisyon ki trè egzijan nan motè jè sou materyèl, epi yo te vin tounen yon materyèl kle iranplasabl pou militè ak sivil gaz turbine motè konpozan fen cho. Nan motè avyon avanse, pwopòsyon alyaj wo-tanperati te rive nan plis pase 50 pousan.
Devlopman wo-tanperati alyaj se pre relasyon ak pwogrè teknolojik motè aero-, espesyalman disk turbine a, materyèl lam turbine ak pwosesis fabrikasyon pati cho-fen motè a se senbòl enpòtan nan devlopman motè. Akòz kondisyon yo ki wo pou rezistans nan tanperati ki wo ak kapasite pote estrès nan materyèl la, Ni3 (Al, Ti) ranfòse Nimonic80 alyaj la te devlope nan jou yo byen bonè nan UK a, ki te itilize kòm materyèl la pou lam la turbine nan la. motè turbojet. Anplis de sa, alyaj seri Nimonic te kontinyèlman devlope. Etazini te devlope dispèsyon-ranfòse alyaj ki baze sou nikèl ki gen aliminyòm ak Titàn, tankou seri alyaj Inconel, Mar-M ak Udmit devlope pa pi popilè Pratt & Whitney Company, GE Company ak Special Metals Company respektivman.
foto
Nan pwosesis devlopman nan superalliaj, pwosesis fabrikasyon an jwe yon gwo wòl nan pwomosyon devlopman nan alyaj. Akòz aparisyon teknoloji vakyòm k ap fonn, retire enpurte danjere ak gaz nan alyaj, espesyalman kontwòl egzak nan konpozisyon alyaj, te kontinyèlman amelyore pèfòmans superalloys. An patikilye, rechèch siksè nan nouvo teknoloji tankou solidifikasyon direksyon, kwasans sèl kristal, metaliji poud, alyaj mekanik, nwayo seramik, filtraj seramik, ak izotèmik Forge ankouraje devlopman rapid nan superalliaj. Pami yo, teknoloji solidifikasyon direksyon an se pi enpòtan an. Alyaj la direksyon ak sèl kristal ki te pwodwi pa pwosesis solidifikasyon direksyon an gen yon tanperati sèvis ki tou pre 90 pousan nan pwen inisyal la k ap fonn. Se poutèt sa, avanse lam aero-motè atravè mond lan sèvi ak direksyon, alyaj sèl-kristal pou fabrike lam turbine. Soti nan yon pèspektiv mondyal, nikèl ki baze sou jete superalliaj yo te fòme kristal ekaks, kristal kolòn solidifye direksyon ak sistèm alyaj kristal sèl. Superalliaj poud yo te devlope tou soti nan premye jenerasyon 650 degre a 750 degre, 850 degre poud turbine disk ak doub-pèfòmans disk poud pou motè avanse segondè-pèfòmans sa yo.
4
konpoze matris seramik
Ki sa ki konpoze matris seramik? Li se yon kalite materyèl konpoze ki sèvi ak seramik kòm yon matris ak divès kalite fib. Matris seramik la ka seramik estriktirèl wo-tanperati tankou nitrure Silisyòm ak carbure Silisyòm. Seramik avanse sa yo gen pwopriyete ekselan tankou rezistans tanperati ki wo, gwo fòs ak frigidité, pwa relativman lejè, ak rezistans korozyon. Feblès fatal la se ke yo frajil. Lè yo anba estrès, yo pral krak oswa menm kraze pou lakòz echèk materyèl. Itilizasyon segondè-fòs, segondè-elastik fib ak konpoze matris se yon metòd efikas amelyore severite a ak fyab nan seramik. Fib yo ka anpeche fant agrandi, konsa jwenn fib-ranfòse seramik matris konpoze ak severite ekselan.
foto
Konpoze matris seramik yo te itilize kòm ajutaj motè fize likid, radomes misil, kòn nen navèt espas, disk fren avyon ak disk fren segondè otomobil, elatriye, vin tounen yon branch enpòtan nan gwo teknoloji nouvo materyèl.
Paske materyèl seramik gen ekselan rezistans mete, segondè dite ak bon rezistans korozyon, yo te lajman itilize. Sepandan, dezavantaj nan pi gwo nan seramik se yo ke yo frajil ak sansib a fant ak porositë. Depi ane 1980 yo, konpoze matris seramik yo te jwenn lè yo ajoute patikil, moustach, ak fib nan materyèl seramik yo te amelyore anpil severite seramik yo.
Konpoze matris seramik gen gwo fòs, modil segondè, dansite ki ba, rezistans tanperati ki wo, rezistans mete ak rezistans korozyon, ak bon severite, epi yo te itilize nan zouti koupe gwo vitès ak konpozan motè entèn combustion. Sepandan, devlopman nan kalite materyèl sa a se relativman an reta, ak potansyèl li yo poko devlope plis. Konsantre rechèch la se aplike li nan materyèl ki wo tanperati ak materyèl ki reziste ak korozyon, tankou turbin amelyore pou motè ki gen gwo pouvwa combustion entèn, konpozan tèmik pou machin ayewospasyal, ak motè machin olye pou yo metal, resipyan petwochimik. , ekipman ensinerasyon fatra, elatriye.
Lè li rive seramik, moun natirèlman panse a frajil li yo. Plis pase dis ane de sa, si li te itilize kòm yon pati chaj-pote nan jaden an jeni, li te enposib pou nenpòt moun ki aksepte li. Jiska kounye a, lè li rive materyèl seramik konpoze, gen kèk moun ki ka pa klè, panse ke seramik ak metal yo orijinèlman de materyèl petinan. Sepandan, depi moun malen konbine seramik ak metal, konsèp moun nan materyèl sa a te sibi yon chanjman fondamantal, ki se konpoze matris seramik.
Seramik materyèl konpoze matris se yon trè pwomèt nouvo materyèl estriktirèl nan jaden an nan endistri avyasyon, espesyalman nan aplikasyon an nan manifakti aero-motè, li se de pli zan pli montre singularité li yo. Anplis de avantaj ki genyen nan pwa limyè ak dite segondè, konpoze matris seramik gen tou ekselan rezistans tanperati ki wo ak rezistans korozyon tanperati ki wo. Kounye a, konpoze matris seramik yo depase materyèl metal ki reziste chalè an tèm de rezistans tanperati ki wo, epi yo gen bon pwopriyete mekanik ak estabilite chimik. Yo se materyèl ideyal ak ekselan pou zòn wo-tanperati nan motè turbine pèfòmans-wo.
foto
Peyi atravè mond lan ap konsantre sou rechèch sou nitrure Silisyòm ak carbure Silisyòm ranfòse seramik pou satisfè kondisyon materyèl pwochen jenerasyon motè avanse.
materyèl, e li te fè gwo pwogrè, espesyalman nan modèn aero-motè. Pou egzanp, motè a F120 nan machin verifikasyon Ameriken an, aparèy sele turbine wo-presyon li yo, ak kèk pati tanperati ki wo nan chanm lan ki degaje konbisyon yo tout te fè nan materyèl seramik. Pou yon lòt egzanp, chanm konbisyon an ak bouch motè franse M88-2 la tou itilize konpoze matris seramik.
5
Nouvo materyèl nan konpoze entèmetalik
Ki sa ki konpoze entèmetalik? Konpoze nan metal ak metal oswa metal ak metaloid (tankou H, B, N, S, P, C, Si, elatriye). Atòm yo nan de metal yo konbine nan yon pwopòsyon sèten yo fòme yon konpozisyon alyaj ki diferan de orijinal de lasi kristal yo. Konpoze entèmetalik yo se nouvo kalite materyèl ki te resevwa anpil atansyon.
foto
An reyalite, devlopman segondè-pèfòmans, segondè-poussée-a-pwa rapò aeroengines te ankouraje devlopman ak aplikasyon nan konpoze entèmetalik. Konpoze entèmetalik yo jeneralman konpoze ki konpoze de eleman metal binè, ternary oswa milti-eleman. Konpoze entèmetalik yo gen gwo potansyèl nan aplikasyon estriktirèl wo-tanperati. Li gen tanperati sèvis segondè, fòs espesifik, konduktiviti tèmik, epi espesyalman nan tanperati ki wo, li tou gen bon rezistans oksidasyon, rezistans korozyon ak gwo fòs ranpe. . Anplis de sa, paske konpoze entèmetalik la se yon nouvo materyèl ant superalloy a ak materyèl seramik, li ranpli espas sa a ant de materyèl yo, kidonk li vin youn nan materyèl ideyal pou konpozan wo-tanperati nan motè aero-.
Nan estrikti mondyal aero-motè a, rechèch ak devlopman yo sitou konsantre sou konpoze entèmetal tankou Titàn-aliminyòm ak nikèl-aliminyòm. Sa yo konpoze aliminyòm Titàn gen fondamantalman menm dansite kòm Titàn, men yo gen yon tanperati sèvis ki pi wo. Pou egzanp, tanperati opere TiAl yo se 816 degre ak 982 degre respektivman. Konpoze entèmetalik la gen yon lyen solid ant atòm ak yon estrikti kristal konplèks, ki fè li difisil pou defòme, epi li difisil ak frajil nan tanperati chanm. Apre plizyè ane nan rechèch eksperimantal, yon nouvo kalite alyaj ak fòs tanperati ki wo, plastisit tanperati chanm ak severite yo te devlope avèk siksè, epi li te enstale ak itilize, ak efè a se trè bon. Pou egzanp, segondè-pèfòmans motè F119 nan Etazini yo sèvi ak konpoze entèmetal nan bwat la ak turbine disk, ak lam yo COMPRESSOR ak disk nan machin nan verifikasyon F120 motè sèvi ak nouvo konpoze Titàn-aliminyòm entèmetalik.
6
konpoze matris résine
Ki sa ki konpoze matris résine? Li se yon materyèl fib-ranfòse ki baze sou yon polymère òganik, anjeneral, lè l sèvi avèk ranfòsman fib tankou fib vè, fib kabòn, fib bazalt oswa fib aramid. Materyèl konpoze ki baze sou résine yo lajman ki itilize nan avyasyon, otomobil ak endistri maren.
foto
Matris la résine nan materyèl konpoze se sitou thermosetting résine. Osi bonè ke ane 1940 yo, plastik vèr ranfòse yo te itilize kòm radomes sou avyon de gè ak bonm. Nan ane 1960 yo, Etazini te itilize résine epoksidik ki ranfòse fib bor kòm gouvèn, estabilize orizontal, kwen fin zèl, pòt pou dirije, elatriye sou avyon militè tankou F-4 ak F-111. An tèm de fabrikasyon misil, nan fen ane 1950 yo, boîtier dezyèm etap motè solid misil soumaren US "Polaris A-2" itilize fib vè ranfòse epoksidik pati likidasyon, ki pi bon. pase anvlòp asye. 27 pousan pi lejè; pita, segondè-pèfòmans vè fibre te itilize olye de fibre vè òdinè pou fè "Polaris A-3", ki te fè pwa kal a 50 pousan pi lejè pase sa ki fèt an asye kal, se konsa ke ranje "Polaris A{{ 12}}" misil te chanje soti nan 2700 mil mèt ogmante a 4500 km. Nan ane 1970 yo, yo te itilize fib aramid olye pou yo fib vè ranfòse résine epoksidik, ak fòs la te amelyore anpil, pandan y ap pwa a te redwi. Fib kabòn ranfòse résine epoksidik konpoze yo lajman ki itilize nan avyon, misil, satelit ak lòt estrikti.
Rechèch sou aplikasyon materyèl konpoze ki baze sou résine nan motè turbofan aviyasyon te kòmanse nan ane 1950 yo. Apre plis pase 60 ane nan devlopman, GE, PW, RR, MTU, SNECMA ak lòt konpayi yo te envesti anpil enèji nan rechèch la ak devlopman nan résine ki baze sou materyèl konpoze, ak reyalize gwo pwogrè yo te fè, ak jeni li yo te te aplike nan motè turbofan aviyasyon aktif, e gen yon tandans plis elaji aplikasyon li yo.
Tanperati sèvis la nan konpoze matris résine jeneralman pa depase 350 degre. Se poutèt sa, konpoze matris résine yo pwensipalman itilize nan fen frèt aero-motè.
7
konpoze matris metal
Ki sa ki konpoze metal matris? Li se yon materyèl konpoze ki atifisyèlman konbine avèk metal ak alyaj li yo kòm matris la ak youn oswa plizyè metal oswa ranfòsman ki pa metal. Pifò nan materyèl ranfòse li yo se inòganik ki pa metal, tankou seramik, kabòn, grafit ak bor, elatriye, ak fil metal yo ka itilize tou. Ansanm ak konpoze matris polymère, konpoze matris seramik ak konpoze kabòn / kabòn, li fòme yon sistèm konpoze modèn.
foto
Karakteristik materyèl konpoze metal matris: an tèm de mekanik, yo gen gwo transverse ak fòs taye, bon pwopriyete mekanik konplè tankou severite ak fatig, epi tou li gen konduktiviti tèmik, konduktiviti elektrik, rezistans mete, ti koyefisyan ekspansyon tèmik, bon tranpaj. , pa gen absòpsyon imidite, e pa gen okenn rezistans korozyon. Avantaj tankou aje epi pa gen okenn polisyon. Pou egzanp, fòs espesifik nan fib kabòn ranfòse materyèl konpoze aliminyòm se 3 ~ 4 × 107mm, ak modil la espesifik se 6 ~ 8 × 109mm. Pou egzanp, modil la espesifik nan grafit fib ranfòse mayezyòm ka rive nan 1.5 × 1010mm, ak koyefisyan ekspansyon tèmik li yo se prèske zewo.
Li se vo mansyone ke, konpare ak résine ki baze sou materyèl konpoze, metal ki baze sou materyèl konpoze gen bon severite, pa absòbe imidite, epi yo ka kenbe tèt ak tanperati relativman wo. Fib ranfòse nan konpoze metal matris gen ladan fib metal, tankou asye pur, tengstèn, plon, konpoze nikèl-aliminyòm entèmetal, elatriye; fib seramik, tankou alumina, oksid Silisyòm, kabòn, bor, carbure Silisyòm, elatriye.
Materyèl yo matris nan konpoze metal matris gen ladan aliminyòm, alyaj aliminyòm, mayezyòm, manton ak alyaj manton, alyaj ki reziste chalè, alyaj dyaman, elatriye Pami yo, materyèl konpoze ki baze sou alyaj aliminyòm, alyaj aliminyòm ak alyaj fè yo se kounye a chwa prensipal yo. . Pou egzanp, SiC fib-ranfòse Chin alyaj matris konpoze ka itilize pou fè lam COMPRESSOR. Kabòn fib oswa alumina fib ranfòse mayezyòm oswa mayezyòm alyaj matris konpoze yo ka itilize pou fabrike lam turbofan. Yon lòt egzanp se ke nikèl-chromium-aliminyòm-iridium fib-ranfòse nikèl ki baze sou konpoze matris alyaj ka itilize pou fabrike eleman sele pou turbin ak compresseurs.
Anplis de sa, anvlòp fanatik, rotor, disk COMPRESSOR ak lòt pati yo tout te fè nan konpoze metal matris aletranje. Men, youn nan pi gwo pwoblèm ak sa a kalite materyèl konpoze se ke li fasil reyaji ant fib la ranfòse ak metal la matris yo pwodwi yon faz frajil, ki deteryore pèfòmans nan materyèl la. Espesyalman lè li itilize pou yon tan long nan yon tanperati ki pi wo, reyaksyon an nan koòdone a se pi enpòtan. Solisyon aktyèl la se ajoute kouch ki apwopriye sou sifas fib la ak alyaj metal la matris dapre diferan fib ak diferan substrats, konsa tankou ralanti reyaksyon an koòdone epi kenbe fyab nan pèfòmans materyèl konpoze.
foto
Materyèl yo itilize nan lam fanatik motè
Lam fanatik motè a se pati ki pi reprezantan ak trè enpòtan nan motè turbofan an, ak pèfòmans motè turbofan an se pre relasyon ak devlopman li yo. Konpare ak lam fanatik alyaj Titàn, résine matris materyèl konpoze lam fanatik gen yon avantaj trè evidan nan rediksyon pwa. Anplis de sa nan avantaj evidan nan rediksyon pwa, lam fanatik konpoze ki baze sou résine gen mwens enpak sou ka fanatik la apre enpak, kidonk li se benefisye amelyore kenbe ka fanatik la.
Reprezantan prensipal yo nan lam fanatik konpoze pou aplikasyon komèsyal nan peyi etranje yo se: motè seri GE90 pou B777, motè GEnx pou B787, ak motè LEAP-X pou COMAC C919. Osi bonè ke lè 1995, motè GE 90-94B ekipe ak lam fanatik materyèl konpoze ki baze sou résine te ofisyèlman mete nan operasyon komèsyal, ki make reyalizasyon ofisyèl la nan aplikasyon an jeni nan résine ki baze sou materyèl konpoze nan modèn pèfòmans segondè aeroengines. . Sou baz konsiderasyon konplè sou aerodinamik, sik segondè ak ba sik fatig ak lòt faktè, GE te devlope yon nouvo lam fanatik konpoze pou motè GE 90-115B ki vin apre a.
Nan 21yèm syèk la, gwo demann aero-motè pou materyèl konpoze ki toleran gwo domaj yo kondwi plis devlopman nan teknoloji materyèl konpoze, epi li difisil pou satisfè egzijans materyèl ki toleran anpil domaj pa kontinyèlman amelyore severite fib kabòn. / epoksidik résine prepregs. Kòm yon rezilta, 3D trikote estrikti lam fanatik konpoze yo te kòmanse parèt.
Materyèl yo itilize nan ka fanatik motè
Anvlòp fanatik motè a se pi gwo pati estasyonè nan yon motè aero, ak rediksyon pwa li pral afekte dirèkteman rapò pouse-a-pwa ak efikasite nan yon motè aero. Se poutèt sa, etranje avanse aero-motè OEM yo te toujou angaje nan rediksyon nan pwa ak optimize estriktirèl nan bwat fanatik la.
foto
Materyèl yo itilize pou kouvèti fanatik motè
Paske li se yon eleman ki pa prensipal chaj-pote, kouvèti fanatik la se youn nan premye pati ki fèt ak materyèl konpoze sou yon motè aero. Kawat fanatik la ki fèt ak materyèl konpoze ka bay pi lejè pwa, senplifye estrikti anti-jivraj, pi bon rezistans korozyon ak pi bon rezistans fatig. Tankou motè RB211 konpayi RR pi popilè a, PW1000G konpayi PW, ak PW4000 itilize materyèl konpoze ki baze sou résine pou prepare bouchon fanatik.
Konpare ak mainframes aero-motè, materyèl konpoze ki baze sou résine gen yon espas aplikasyon trè laj nan nacelles aero-motè. Manifaktirè mondyal yo te itilize materyèl konpoze ki baze sou résine sou yon gwo echèl nan inlets nacelle, karen, reverseur poussée, ak pawa rediksyon bri. Materyèl. An tèm de lòt pati, materyèl konpoze ki baze sou résine yo aplike tou nan diferan degre nan plak kourè fanatik aero-motè, kouvèti poze sele, ak plak kouvèti.
