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鈦鋁合金將實現抗耐磨性等三大突破

來源:鈦棒,鈦板,鈦管,鈦絲,鈦設備,鈦合金,鈦材 發布時間:2016-7-28 17:23:40
的缺點就是耐磨性差,表面易產生麻面等缺陷,目前,難以適用于滑動機械部件。目前正在積極研究開發種種表面處理方法。適用于鈦表面處理的方法有鍍Cr、Ni為代表的濕式鍍膜法、熱擴散法、堆焊法和濺射法等,最近比較先進的方法是CVD、PVD、PCVD表面強化法。1.濕式鍍膜:主要用鍍Cr、Ni-P法,(直接在鈦上鍍Cr困難,通常在鈦基體先鍍Ni,再鍍Cr。電解法成膜速度快,厚度數微米,(裝飾性鍍層僅1um)。是一種有效的耐磨表面處理方法。2.熱擴散法:廣泛用于鋼鐵材料的硬化處理的滲碳、氮化及硼化等熱擴散工藝,最近也被用于鈦。主要介紹一下離子氮化法與氣體氮化不同,是采用輝光放電等離子體破壞鈦表面氧化膜,因此氮化前處理,不須除去氧化膜的機械研磨、酸洗,而且氮化效率高。鈦在850度,氮化膜厚從0.7um增至5.0um,表面硬度達1200—1600Hv,具有良好的耐膜性。3.堆焊法:利用等離子轉移弧進行鈦表面堆焊硬化改性也具有優良的耐磨性。方法簡單,被處理材無須整個高溫下暴露,可防止力學性能的下降,。但須二次加工。僅局現于處理較厚的大型工件。4.濺射法:利用等離子流高速空氣射流,使滴下的熔融金屬噴鍍在被處理材表面的方法,不須真空,可在大氣中處理,生產效率高。但鍍膜的密合度不夠。
 
中國新型鋁合金實現性能三大突破。航空發動機被譽為飛機的心臟,其中,渦輪葉片是航空發動機中最關鍵的核心部件,其承溫能力直接決定著發動機的性能,尤其是推重比。傳統鎳基合金雖然各方面性能都不錯,但是它最大的缺點是太重,直接導致發動機的能效比得不到提高。有關專家表示,PST鈦鋁合金使用溫度達900℃以上,已經可以與鎳基合金同臺競技,它不僅可用于葉片,還有望用在渦輪盤、高壓壓縮渦輪等部件上。一種新型材料從實驗室到裝上飛機,還有漫長的道路要走。據估計,PST鈦鋁合金實現應用還有5~10年。
 
日前,南京理工大學陳光教授團隊在國家973計劃等資助下,經長期研究,在新型航空航天材料鈦鋁合金方面取得跨越性突破。其室溫拉伸塑性、屈服強度、高溫抗蠕變性能、承溫能力等關鍵性能指標處于國際領先,超過美國同類材料1~2個數量級2016美國奧蘭多國際航空航天展覽會。2007年,波音787飛機試飛成功。這種新型飛機可節油20%,氮化物(NOx)排放量減少80%,噪音顯著降低,從而引發全球關注。這種飛機發動機由美國通用電氣(GE)公司研制,采用Ti-48Al-2Cr-2Nb(以下簡稱4822)合金替代鎳基高溫合金,制造出最后兩級低壓渦輪葉片。這是鈦合金首次應用在航空發動機上。GE公司采用的4822合金也稱不上完美,它的室溫拉伸塑性不到2%,雖然足以傲視其他金屬間化合物,但它跟鎳基合金比起來還是顯得太脆了。因此,GE公司把它用在了環境溫度、危險系數最低的末端兩級葉片上,這樣即使發生折斷也不會導致整架飛機失控。美國人這么做是看重鈦鋁合金的密度僅為鎳基合金的一半。在以克為減重單位的飛機發動機上,GE公司使單臺發動機減重約200磅,成為當時航空與材料領域轟動性的進展。因此,鈦鋁合金成為目前公認的替代鎳基高溫合金的最佳新型輕質結構材料。
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