高温材料研究进展及其在航空发动机上的应用

随着航空发动机推重比的提高,急需发展集轻质、高强韧、耐高温、长时间、抗烧蚀于一体的高温结构材料,如TiAl系和Ni3Al基金属间化合物、Cf/C复合材料、陶瓷、CMC-SiC复合材料等,以满足航空发动机愈加苛刻的工作环境。简要介绍了适用于高推重比航空发动机的高温结构材料的研究进展、成果、应用现状及存在问题,指出了高推重比航空发动机用高温结构材料是今后的研究目标和发展方向。     

航空发动机用复合材料支架成型工艺探索

针对航空发动机的特殊使用要求,通过树脂体系选择、增强体编织设计与制造、模具设计与制造、零件试验件的制造及性能试验等工作,对航空发动机用复合材料支架的制造工艺进行探索,为进一步推广复合材料在我国航空发动机上的应用进行技术储备.     

γ-TiAl合金在航空发动机上的应用

美国ＧＥ航空发动机公司的Ｃ．Ｍ．Ａｕｓｔｉｎ等人以该公司研制的Ｔｉ＿４８Ａｌ＿２Ｃｒ＿２Ｎｂ为例,对该金属间化合物与其他耐热合金的特性进行比较,评述了γ＿ＴｉＡｌ合金在航空发动机上的具体应用实例、铸锭铸造方法、金属组织对铸造材料韧性的影响。目前,这种材料至少在６种航空发动机零件上进行试验,至少有两种航空发动机零件计划用该金属间化合物制造。经济的制造方法同时也在研究之中γ-TiAl合金在航空发动机上的应用     

新一代发动机高温材料—陶瓷基复合材料的制备、性能及应用

目前,国内在陶瓷基复合材料构件领域的研究尚处于起步阶段,从高性能纤维制备、复合材料制备/加工工艺到构件设计,尚不能满足航空发动机热端构件工程化应用需求,必须依托发动机设计、构件研制和原材料研制等单位,通过强强联合、协同攻关,形成陶瓷基复合材料产学研的合力,加速我国陶瓷基复合材料在航空发动机热端部件上的应用。     

复合材料结构的工艺问题

以碳纤维或硼纤维为增强剂的新型复合材料是近十几年来发展起来的。它具有刚度大、强度高、比重小、耐疲劳等特点,是一种比较理想的航空结构材料。国内近十年来已开始用碳纤维/环氧树脂复合材料研制航空零件,并进行了试验。在使用金属材料制作零件时,一般先选取一种一定形状的材料,然后进行加工成型。而复合材料却往往不采用这样的步骤。复合材料的一个最大特点是各向异性,有三个相互垂直     

航空发动机可靠性试验方法研究

在分析航空发动机相关标准的基础上,对发动机在研制过程中零部件和整机试车、试飞项目及其考核目的进行研究。对试验进行了分类,提出了开展极限/强化试验的必要性;以故障模式及失效机理分析为依据,阐述了发动机在研制过程中成附件可靠性极限/强化试验的方法、应用原则及效果,并针对高周疲劳、性能稳定性和耐久性等考核重点梳理了整机可靠性试验的条件和载荷设计要求,提出了整机可靠性试验载荷谱选用建议。     

纤维C涂层对SiC_f/Ti6Al4V界面及拉伸性能的影响

通过对SiC纤维增强Ti6Al4V复合材料的拉伸试件断口与界面观察,研究了SiC纤维C涂层对基体与纤维元素扩散、界面反应层厚度与成分、拉伸断口的影响。结果表明,与纤维无C涂层的SiCf/Ti6Al4V相比较,有纤维C涂层的SiCf/Ti6Al4V界面结合强度较弱、反应层厚度较厚,涂层能有效防止纤维性能在复合过程中下降,提高了复合材料拉伸强度。     

航空发动机露天试验及试验能力建设

航空发动机研制过程依赖于大量的试验验证,尤其是整机研制涉及的考核项目多、试验周期长、风险大。随着航空技术 的进一步发展,对航空发动机研制的要求不断提高,也极大地促进了试验基础设施的建设以及试验技术的发展。作为航空发动机 研发的重要环节,露天试车台的建设及其试验能力关系到航空发动机的研发周期、研制水平和装机后发动机的运行稳定性,多功 能的露天试车台逐渐成为航空发动机试验中不可缺少的部分。通过介绍露天试车台的试验内容以及概述国外几种典型的露天试 车台建设情况及其相关研究,同时从测试角度详细分析建设露天试验能力需要考虑的要素,对中国加快露天试车台和试验能力建 设提出了建议。     

先进航空发动机树脂基复合材料技术现状与发展趋势

介绍了先进树脂基复合材料在国内外航空发动机上的应用需求与发展现状,讨论了国内航空发动机树脂基复合材料研制遇到的问题.最后分析了航空发动机树脂基复合材料在原材料、低成本技术、设计工具与体系、适航要求等方面亟待解决的问题.     

连续SiC纤维增强钛基复合材料应用及研究进展

连续SiC纤维增强钛基(SiC_f/Ti)复合材料具有比强度高、比模量高、耐高温等特点,在航空航天领域具有重要的应用前景。本文总结了SiCf/Ti复合材料的应用、制备、性能调控和检测技术,并提出了SiCf/Ti复合材料未来需要突破的瓶颈问题。SiC_f/Ti复合材料单向性能优异,在环类转动件(叶环、涡轮盘等)、杆件(涡轮轴、连杆、紧固件等)以及板类构件(飞机蒙皮等)具有明显应用优势。常用的SiC_f/Ti复合材料的制备方法有箔压法和基体涂层法,箔压法适合制备板类结构件,基体涂层法适用于缠绕形式的结构件,如环、盘以及杆等。SiC_f/Ti复合材料的性能主要取决于SiC纤维、钛合金基体以及纤维/基体界面。SiC纤维微观结构和性能对制备工艺具有较强的敏感性,通过反应器结构和沉积条件调控获得性能稳定的SiC纤维是研究重点之一。钛合金基体可通过物理气相沉积的方法涂敷到纤维表面,制备出钛合金先驱丝,这是后续制备出高质量构件的关键。界面微观结构、热稳定性、力学性能与纤维表面的涂层密切相关,因此涂层种类和结构调控是SiC<...     

SiC纤维增强钛基复合材料研究现状与展望

连续Si C纤维增强钛基复合材料(Si Cf/Ti)是一种重要的高推重比发动机(推重比12)用结构材料,它的应用为发动机设计和制造带来了革命性的变革。Si Cf/Ti复合材料代表了高推重比发动机用结构材料的发展方向,欧美国家设立了多项研究计划来发展Si Cf/Ti复合材料,技术水平已经达到或接近于实用状态。介绍了国内外对连续纤维增强钛基复合材料的研究现状及国内研究存在的一些问题,并对国内Si Cf/Ti复合材料的未来发展提出了一些建议。     

彼尔娒国立技术大学成立航空复合材料工艺中心

<正>日前,俄罗斯彼尔娒国立技术大学成立航空复合材料工艺中心(CAKT),参与彼尔娒航空发动机设计局牵头研制的俄罗斯民用干线客机MS-21的PD14发动机的短舱研制工作,该短舱结构中复合材料应用将达到70%。彼尔娒国立技术大学与彼尔娒航空发动机公司在人才培养、科学研究和实验设计等方面有着几十年紧密合作。彼尔娒国立技术大学航空复合材料工艺中心可以参与全方位的发动     

航空、军工行业中的株钻刀具

航空零件加工中株钻部分刀具的应用 航空航天零件的加工科技含量相当高,是先进材料和先进工艺集中的行业,航空类零件加工用刀具主要分为飞机制造企业的飞机结构件加工和航空发动机生产企业的盘环零件加工.飞机结构件的加工主要为钛合金、铝合金、不锈钢等零件的铣削;航空发动机行业主要涉及的是高温合金、钛合金的车削加工.这些零件具有难切削的工件材料、复杂的形状、高精度的尺寸和光洁度要求等特点,对加工工艺和所用刀具提出了较高的要求.目前的航空刀具领域主要还是几大欧美刀具品牌占主导地位,主要为ISCAR、KENMATAL、SANDVIK、SECO等,刀具价格居高不下,且消耗量相当大,因此各航空发动机加工企业都有降低刀具成本的强烈愿望.株洲钻石切削刀具股份公司借助公司的硬件条件和多年来在刀具的研发、制造、应用方面的经验,在2003年启动了航空刀具的研制项目,与各航空加工企业合作进行产品的研发、生产、试验和产业化,已取得了阶段性的成果.     

张立同院士访谈

2008年5月9日,本刊编辑部主任李华文专访了中国航空航天材料专家、西北工业大学教授张立同院士。在访谈中,张立同院士回顾了她在早年从事的熔模铸造工艺研究,向读者介绍了中国第一个无余量叶片研制的背景和过程;叙述了自己在陶瓷基复合材料研究方面的经历,介绍了该方面研究在国内外的进展,以及中国在该研究领域所处的地位。张立同院士强调,应该加大复合材料在航空发动机上的验证考核力度,加强材料研制人员与发动机设计人员的互动。     

连续纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料在航空发动机上的应用

本研究通过对国外连续纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料的分析,结合航空发动机设计对于复合材料构件的使用要求,从发动机材料工程化应用的角度,提出国内连续纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料研究中还需要解决的问题,并且提出相应的建议。     

基于特征的航空发动机结构件自动数控程编技术

针对航空发动机结构件数控加工程编中存在的重复工作量大、效率低下、质量不稳定、经验依赖性强等问题,提出了基于特征的航空发动机结构件自动程编技术,将基于特征的数控程编技术应用到航空发动机领域。研究了航空发动机结构件特征定义、特征识别、自动工艺决策及轨迹自动生成技术,实现由零件导入到数控程序输出的自动化和规范化,有效提高航空发动机结构件数控程编的效率与质量,提升我国航空发动机研制能力。     

航空发动机盘环件柔性制造技术应用研究

20 0 1年 1月 ,受总装备部委托 ,中航第一集团公司在西安航空发动机公司组织召开了“航空发动机盘环件柔性制造技术应用研究”合同项目验收会。该项目是总装“九五”重点柔性技术推广应用预研项目 ,由西航公司牵头、中国航空工业制造工程研究所技术负责 ,历经 3年时间 ,完成了项目研究工作。该项目建成了粗车、中小盘环、大盘环、镗铣加工、荧光检测线、特种加工单元和自动化工装立体库等组成的航空发动机盘环零件柔性生产线 ,满足了航空发动机盘环零件研制和小批量生产需要 ;研制了基于特征的集成化ＣＡＤ/ＣＡＰＰ/ＣＡＭ系统、分布式ＤＮ…     

低成本聚硅氧烷制备SiC_f／Si-O-C材料性能研究

以聚硅氧烷为先驱体,采用先驱体转化法制备SiCf/Si-O-C复合材料,同时测试所得复合材料的弯曲强度、韧性、剪切强度、密度、热膨胀系数、导热系数、耐烧蚀性能.结果表明,SiCf/Si-O-C复合材料具有良好的综合性能.对所得材料微观结构进行分析讨论,发现界面结构与致密度是SiCf/Si-O-C复合材料具有高性能的主要原因.     

航空发动机用连续SiC_f/SiC复合材料制备工艺及应用前景

介绍了连续碳化硅纤维增强碳化硅基复合材料(SiC_f/Si C)常见的3种制备工艺,即化学气相渗透(CVI)工艺、前驱体浸渍/裂解(PIP)工艺及熔渗(MI)工艺的不同特点,探讨了国外不同工艺制备的复合材料的基本性能,并简述了SiC_f/SiC陶瓷基复合材料在航空发动机上的应用情况,以期为该材料在国内航空发动机领域的发展提供一定的参考。     

航空发动机主要承力件的材料性能数据要求

航空发动机研制的各个阶段需要对零件进行结构强度和寿命设计、分析试验验证,而零件的材料及其性能数据是研制先进发动机的基础。这些数据的获取是一项系统工程,耗资费时,需予以高度重视。本文总结了数十年发动机结构设计与强度工作的经验,从设计准则与工程实用观点出发,对发动机主要承力件的材料性能数据提出了要求,并制定了便于使用的材料性能数据要求明细表,同时,对供新机使用的材料性能数据的获取与组织工作提出了建议。