工藝創(chuàng)新在航空材料中的作用-預(yù)覽頁
【正文】 ”兩 “低 ”的目標(biāo)?！癫牧习l(fā)展的創(chuàng)新途徑（成分創(chuàng)新、工藝創(chuàng)新）目的都是在更高層次上滿足兩 “高 ”兩 “低 ”的要求?！?美國 21世紀(jì)保持空中優(yōu)勢的主要支柱：◇ 三大戰(zhàn)斗機(jī)： F/A18E/F， F/A22， F35◇ 無人機(jī)：偵察機(jī)和作戰(zhàn)機(jī)◇ 轟炸機(jī)： B2和高超音速轟炸機(jī)F/A18E/F（超黃蜂， 2023年開始服役，艦載機(jī)）◇ F/A18C/D（黃蜂）的放大型（增大 25% ）◇ 作戰(zhàn)半徑增大約 40%◇ 可生存性大 6～ 10倍◇ 武器掛點增加 2個◇ 隱身性能提高F/A22（ 猛禽， 2023年開始服役，四代機(jī)典型代表）◇ 隱身◇ 巡航 ， Mmax=◇ 非常規(guī)機(jī)動性好◇ 先敵發(fā)現(xiàn)，先敵開火，先敵摧毀。當(dāng) M5時，蒙皮溫度高達(dá)數(shù)千華氏度，材料問題非常突出。發(fā)動機(jī)上各種材料用量的變化趨勢● 隨著航空發(fā)動機(jī)的發(fā)展，各種材料在發(fā)動機(jī)中的用量不斷變化。成分創(chuàng)新在滿足飛機(jī)及其發(fā)動機(jī)需求方面的重要作用通常不會被人們忽視或忘卻，而工藝創(chuàng)新在滿足飛機(jī)及其發(fā)動機(jī)需求方面的重要作用卻容易被一部分人忽視或忘卻?！窠?jīng)過研究和生產(chǎn)實踐，我們根據(jù)全程組織設(shè)計的概念，進(jìn)行了全程工藝設(shè)計，創(chuàng)立了 AHLT工藝，即從鑄錠開坯直至最終模鍛進(jìn)行全程的統(tǒng)籌安排，其鍛前加熱溫度經(jīng)歷了 “高 — 低 — 高 — 低 ”的程序，其中 “高 ”指 β區(qū)加熱， “低 ”指 α＋ β區(qū)加熱。迄今為止， TC11仍是我國軍用工業(yè)中年用量最大的一種鈦合金牌號，有力地推動了鈦合金材料的發(fā)展。性能上的變化取決于組織上的變化，而組織又取決工藝。三種材料的熱導(dǎo)率 W/(m ?℃ )—— 這三種工藝在定義上是有差別的，但相互聯(lián)系很緊密，就合而言之。寶刀雖尚能找到，鍛造技術(shù)卻久已失傳。 超大變形量連續(xù)冷拉工藝●普通碳鋼的拉伸強(qiáng)度為 290～ 590MPa，但日本在 90年代將低碳鐵素體鋼經(jīng)特殊熱處理后再以 % 變形量通過金剛石模板連續(xù)冷拉成超細(xì)纖維 (1m長的絲材坯料被拉成 1萬米的纖維 )，這時它的拉伸強(qiáng)度竟高達(dá)5300MPa，同時又保留了鐵素體原來的塑性和韌性?！駟卫w維冷拉效率低，近期發(fā)展的集束包套冷拉工藝可一次將上百根金屬絲坯拉制成超細(xì)纖維?！窭淅?xì)纖維與碳纖維、芳綸纖維、玻璃纖維等組合成混合纖維，加入到樹脂基體中制成復(fù)合材料可發(fā)揮綜合性能優(yōu)勢，獲得飛機(jī)設(shè)計師們的青睞。鈦合金金屬型鑄件與陶瓷型鑄件、鍛件的性能對比●已用 GMM工藝制造了 F119發(fā)動機(jī)壓氣機(jī)第 5級阻燃鈦合金可調(diào)式導(dǎo)流葉片精鑄件（見圖） 。●三大關(guān)鍵技術(shù)： (1)計算機(jī)技術(shù)（特別是工藝模擬）； (2)熱等靜壓； (3)β熱處理。具有如此復(fù)雜的冷卻孔道的葉片要精鑄成單晶材料，其工藝創(chuàng)新的技術(shù)含量是非常高的，也可從中看到工藝創(chuàng)新在材料發(fā)展中的重要地位。地面燃機(jī)的單晶葉片更大（見圖）●大型葉片單晶工藝的難度更大 高溫合金整體葉盤精鑄工藝用于 760℃ 以下工作的高溫合金零件。有人把它譽(yù)為 “發(fā)動機(jī)的皇冠 ”（渦輪葉片則譽(yù)為 “皇冠上的眾多明珠 ”）。后來歐美的粉末盤都采用了 “擠壓開坯 +超塑性鍛造 ”的工藝，以保證消除尺寸過大的陶瓷夾雜和改善組織性能?！? 適合于一些難變形合金或鑄造時易嚴(yán)重偏析的合金（如 TiAl合金）●鋁合金、高溫合金、鈦合金、金屬間化合物均適用●優(yōu)越性三種噴射成形方式的示意圖●應(yīng)用情況◇ 美國海軍的噴射成形 In625合金大口徑厚壁管等已用于艦艇魚雷發(fā)射管、尾軸及軸密封套等。航天某渦扇發(fā)動機(jī)的 GH742渦輪盤很易鍛裂， 。激光成形設(shè)備●優(yōu)越性●是軟件驅(qū)動的柔性加工，不用添置加工設(shè)備、工夾具等硬件，最適用于通常要改變設(shè)計的研制工作。β熱處理的特大 Ti6Al4V鍛件（ F22后機(jī)身隔框） 鈦合金 β熱處理工藝 熱處理工藝的典例損傷容限設(shè)計用的 TC11鈦合金采用了一種新型的 β熱處理工藝 ——BRCT 熱處理。 CT試樣， LT取向，室溫，空氣， R=， f=5～ 13Hz10 15 20 25 30 3540 5040 60 80 100 140104103 MPa3℃ ），出爐后水冷（一般采用滾道式上下噴水）。 復(fù)合工藝的典例 樹脂轉(zhuǎn)移成形（ RTM）—— 在室溫或較低溫度下靠加壓（抽真空）將低粘度的樹脂注入放好預(yù)成型坯（編織好的增強(qiáng)纖維）的密閉模中，而后加熱固化。有 400多個零件采用RTM。—— 我國已成功地用 RTM工藝制備了殲八 Ⅱ 機(jī)翼隔框模擬件，相應(yīng)地研制成功適用于 RTM的酚醛樹脂、 BMI和環(huán)氧樹脂。訂單已達(dá) 129架，每架 。 GLARE板材的厚度為 毫米～ 15毫米。因此在 A380上的用量很大。因此，只重視合金成分創(chuàng)新而不重視工藝創(chuàng)新的傾向必須
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