一个发动机需要多少铼(为何国产航空发动机叶片不用耐高温的钨)

首先要了解,在飞机引擎中,涡轮叶片在高温(1000摄氏度以上)、压力(100 MPA或更大)、强烈的离心力下工作。此外,在这样的环境下,叶片必须能够稳定的工作,并且不能出现任何的蠕动和断裂。因此,对于使用在刀片上的材料具有更高的耐热性和抗蠕变性的能力。

一个发动机需要多少铼(为何国产航空发动机叶片不用耐高温的钨)(1)

要知道,目前的航空发动机,都是用耐热的单晶合金制造的。日本TMS-75TMS-75的主要成分是: Ni、 Mo、 Ti、铼、 W、铬、钨、钨、钨等,其中还包括了钨。此外,我国第3代DD409单晶耐热合金中也存在着钨元素。其实,最开始的时候,引擎的主要成分是变形的高温合金,但内部却是钨的。可以这么说,每个国家的单晶叶片中的元素含量和种类都不一样。事实上,在单晶耐高温合金中加入钨可以增加固溶的强度,但含量却没有铼那么高。

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我们来看看“钨和铼”的特殊性质,它的熔点最高(3422摄氏度),但它很容易在高温下与氧发生反应,而且在高温时,它还会产生华为气体。而铼的熔点(3186℃)仅比钨和碳低,但在高温下更为稳定,其抗拉强度可达到1172 Mpa。铼在高温、低温和急热交替的情况下,几乎没有热胀冷缩的现象,也就是说,在发动机停止运行的时候,在超过1000摄氏度的情况下,使用了铼的发动机,不会发生变形,这对于飞机发动机来说,是再好不过了。

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飞机引擎的刀片并非全部都是金属铼,而铼的含量则是2%~6%,说句不好听的,就是将铼加入到叶片中,提高其抗蠕变、抗高温、抗氧化性。结果表明:将铼添加到镍中,能显著提高其抗蠕变能力。

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事实上,在飞机的叶片上,也有钨的用途,只是没有铼的多,用途也没有铼那么广泛。有。而生产单晶耐高温合金叶片的方法有两种:一是采用取向凝固技术生产单晶叶片;第二种方法是利用高能束流焊机对高温合金粉和丝材进行增材加工。至于第一个办法,就是将所有的合金都融化,然后再进行定向固化。要知道,钨的熔点在3400摄氏度以上,而其他的稀有元素,却没有这个温度,足足高出了300摄氏度。在这种高温下,其他的稀有金属会不会受到影响呢?但是,由于国内3号单晶耐热合金和日本3号单晶耐热合金都包含了钨,这就意味着,这一系列问题得到了解答。

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不过,钨并不是什么稀罕的东西,所以,他们的注意力并不在钨上。然而,事实证明,飞机引擎的叶片中依然含有钨。


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