Apr 22, 2024 Mesaj bırakın

Yüksek sıcaklık titanyum alaşımlarının geliştirilmesi ve uygulanması

Yüksek sıcaklık titanyum alaşımları, mükemmel termal dayanımları ve yüksek özgül dayanımları nedeniyle uçak motorlarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Yüksek sıcaklık titanyum alaşımı esas olarak kompresör diskleri, kanatlar, navigatörler, bağlantı halkaları vb. gibi uçak motorlarının fanlarında ve kompresörlerinde kullanılır. Orijinal nikel bazlı süper alaşım yerine titanyum alaşımının kullanılması, kompresörün ağırlığını %30 ila %35 oranında azaltabilir. Yabancı gelişmiş uçak motorlarında titanyum tüketiminin oranı %25~ 39'a ulaşmıştır; örneğin F100 motorunun titanyum alaşımı tüketimi, motorun toplam ağırlığının %25'ini oluşturur, V2500 motoru %31'dir, F119 motoru %39'dur. Yüksek performanslı uçak motorlarının geliştirme ihtiyaçları, yüksek sıcaklıktaki titanyum alaşımının gelişimini hızlandırdı; sıcaklığın kullanımı 1950'lerden itibaren kademeli olarak 400 derece ile temsil edilen Ti-6Al-4V alaşımına ve IMl834 alaşımına doğru arttı. 600 derece ile temsil edilir. 600 derecenin üzerinde sürünme direncindeki keskin düşüş ve yüksek sıcaklık oksidasyon direnci, titanyum alaşımlarının gelişimini daha yüksek sıcaklıklara sınırlayan iki ana engeldir. Bu nedenle titanyum alaşımlarının geliştirilmesinde 600 derece C "termal bariyer" sıcaklığı olarak kabul edilir.

Yıllar geçtikçe, yüksek performanslı uçak motorlarının ihtiyaçlarını karşılamak amacıyla Avrupa, Amerika Birleşik Devletleri, Rusya ve havacılık endüstrisindeki diğer gelişmiş ülkeler, yüksek sıcaklık titanyum alaşımının araştırma ve geliştirmesine büyük önem vermiş, yüksek bir teknoloji geliştirmiştir. 350 ~ 600 derecede kullanılan sıcaklık titanyum alaşımı. Eski Sovyetler Birliği 1950'lerin sonunda BT6, BT{4}}l, BT8, BT9 ve diğer titanyum alaşımlarını geliştirdi; BTl8 ve BT25 alaşımları ise 1960'larda ve 1970'lerde geliştirildi. O tarihten bu yana, yüksek sıcaklık titanyum alaşımlarının performansını ve çalışma ömrünü artırmak için BTl8y, BT25y, BT8M, BT8-1 ve BT8M-1 ile diğer yüksek sıcaklık titanyum alaşımları geliştirildi. orijinal alaşımlara dayanarak.

Son yıllarda BT36 titanyum alaşımı sırasıyla HK8, IIC90A ve diğer motorlar için geliştirildi. Benzer şekilde Amerika Birleşik Devletleri de JT90, F-110 ve diğer gelişmiş motorlarda Ti64, Ti811, Ti6242 ve diğer titanyum alaşımlarını kullanacak. Tipik yüksek sıcaklık titanyum alaşımlarının ana teknik göstergeleri Tablo 2'de gösterilmektedir.

Rusya'nın yüksek sıcaklık titanyum alaşımı gelişimi çok mükemmel ve olgun olup, eksiksiz bir titanyum alaşımı sistemi seti oluşturur. Belirli bir sıcaklık seviyesinde iki veya üç isteğe bağlı yüksek sıcaklık titanyum alaşımı kalitesi vardır, örneğin 500 derecede kullanılabilen alaşımlar BT8, BT9 ve BT8-1, 550 derece BT25 ve BT25y ve 600 derecedir. BTl8y ve BT36'dır. Rusya, uçak motoru yüksek basınçlı kompresörlerinde 450-550 derece C'de kullanılan rulet diskleri ve rotor kanatları için BT25y'yi, 550-600 't3'te kullanılan rulet diskleri için BTl8y'yi önermektedir. BT36 geliştirilmiş olmasına rağmen gerekli ilgiyi görmemiş gibi görünüyor. Çin, Rusya'nın BT36 alaşımlı levha ve çubuk üretimini piyasaya sürdü, analizden sonra alaşımlı levha ve çubuklarda çok sayıda bileşen ayrımı var, bileşim tekdüzeliği sorunu iyi çözülmedi ve yüksek sıcaklık performansı istenilen seviyeye ulaşmadı. IMl834 alaşımı seviyesi.

İngiltere'nin yüksek sıcaklık titanyum alaşımı, kendi bağımsız sistemi ile farklı sıcaklıklarda kullanılan bir titanyum alaşımı serisi oluşturarak en olgun olanı geliştirmiştir. Şu ana kadar IMl685 alaşımı, Birleşik Krallık'ta RB211 serisi motor, RBl99 motor, Adour motor ve M53 motor gibi en yaygın kullanılan ve en fazla sayıda yüksek sıcaklık titanyum alaşımıdır. IMl829 alaşımı, RB211-535C motorunun yüksek basınçlı kompresöründe kullanılır. Arka 3-kademe diski, tambur ve arka aks, RB211-535C'deki nikel bazlı alaşım malzemenin yerini alan ve rotorun ağırlığını %30 oranında azaltan elektron ışın kaynağı ile entegre edilmiştir. IMl834 alaşımının başarılı bir şekilde geliştirilmesi, bazı yüksek performanslı motorlar için sağlam teknik destek sağlamıştır, ancak geliştirme süresi uzun değildir, ancak sivil büyük motorlu Boeing 777 uçak seçimi gibi çeşitli motorlarda test edilmiş ve uygulanmıştır. Trent700(Türbülans), Yüksek basınçlı kompresörün tüm tekerlekleri, tamburları ve arka milleri IMl834 alaşımından yapılmış olup, elektron ışın kaynağı işlemi ile birbirine kaynaklanmıştır. Trent700, motorun ağırlığını önemli ölçüde azaltan, tamamen titanyumdan yapılmış yüksek basınçlı kompresör rotorunu kullanan ilk yeni inşaat motoru oldu ve EJ200 motorunun yüksek basınçlı kompresör rotoru da IMl834 alaşımını kullanıyor. IMl834 aynı zamanda Pratt & Whitney PW350 motorunda da kullanılıyor.

Amerika Birleşik Devletleri'nde yüksek sıcaklık titanyum alaşımlarının gelişimi de nispeten olgunlaşmıştır ve motorda kullanılan en büyük alaşımlar esas olarak Ti-6Al-4V ve Ti-6242S'dir.

Ti-1100 alaşımı, Ti-6242S alaşımının bileşimine dayanmaktadır, Al, Sn, Mo ve Si elementlerinin içeriği ayarlanarak alaşımın maksimum kullanım sıcaklığı 600 dereceye çıkarılır. Lycoming'in T55-712 modifiyeli motorunun yüksek basınçlı kompresör diskleri ve düşük basınçlı türbin kanatlarının imalatında Ti-1 100 alaşımının kullanıldığı anlaşılmaktadır.

Çin'de titanyum alaşımlarının gelişimi temel olarak taklit yolunu takip etmektir; BT9 alaşımına karşılık gelen TC11 alaşımı, Amerika Birleşik Devletleri kalitesine karşılık gelen TA11, TA19, TC17 Ti-811, Ti-6242'dir. S ve Ti-17. Son 20 yılda Çin, nadir toprak elementi Nd'yi ekleyerek yüksek sıcaklıktaki titanyum alaşımı TA12(Ti-55) gibi taklitler yaparak kendini geliştirme rotasını izlemeye başladı; TAl2 alaşımı temelinde, Ti-60 alaşımında Al, Sn ve Si içeriği uygun şekilde arttırılır, bu da alaşımın yüksek sıcaklıkta sürünme özelliğini ve mukavemetini daha da geliştirir ve alaşımın servis sıcaklığının istenilen seviyeye ulaşmasını sağlar. 600 derece. 550 derece yüksek sıcaklıkta bir titanyum alaşımı Ti-633G, Britanya'dan gelen IMl829 alaşımı bazında nadir toprak elementi Gd eklenerek hazırlandı. Son zamanlarda Ti-1100 alaşımı bazında yaklaşık 0,1Y eklenmiş ve Ti-600 olarak adlandırılmıştır.

Soruşturma göndermek

whatsapp

Telefon

E-posta

Sorgulama