《科技日报》报道了,中国大连理工大学有一个研究小组,在高温合金锻造涡轮盘的快速冷却技术方面,咱们有了很厉害的新进展。这个新搞出来的技术,对冷却的流程和方法进行了改进优化。用了这技术后,涡轮盘的强度、耐用性,还有抵抗高温的能力都能明显变强,给咱国家航空发动机的生产制造注入了新的发展活力。

高温合金做的涡轮盘可是飞机发动机里特别关键的零件。飞机发动机运转起来的时候,内部温度高得吓人,压力也特别大,同时还得快速地转动,工作环境简直糟糕透了。涡轮盘呢,就得在这样的恶劣条件下坚持工作。它的质量可是关键,直接决定了发动机的功率大不大、效率高不高,还有能使用多久。快速冷却技术的突破在以下几个方面展现了重要意义:
第一点,就是能让晶粒结构变得更细密:用快速冷却的办法,能很好地阻止晶粒变大,让形成的晶粒又小又均匀。这样一来,涡轮盘的强度、韧性还有抗疲劳的能力都能得到提升。这对于涡轮盘在又高温、应力又大的环境里保持稳定工作,可是非常关键的。
第二点优势呢,就是能让材料的显微组织更合理。通过快速冷却这种方式,材料可以形成分布均匀、结构细致的显微组织。这么一来,材料里面的成分偏析情况还有缺陷就会减少很多,合金的力学性能和抗腐蚀能力都能变强,这样就能确保涡轮盘在极其恶劣的工作环境里,也能稳稳当当、可靠地运转。

第三点,能提升抗高温变形的性能:快速冷却的办法可以把强化相(像γ'相这种)固定住,让合金抵抗高温变形的能力变强,这样涡轮盘的使用时间就能大大延长。
第四点,能控制残留的内应力:用合适的冷却工艺,可以有效控制锻造过程中产生的残留内应力,减少涡轮盘变形和开裂的可能性,让涡轮盘的尺寸更稳定,加工精度也更高。
最后是提升综合性能:快速冷却结合后续热处理工艺,优化高温合金的综合性能,满足航空发动机对高性能材料的需求。
高温合金涡轮盘是航空发动机的“心脏”,其制造工艺一直是全球航空工业的重点研究领域。涡轮盘得把燃料燃烧之后产生的热能变成能让飞机转起来的旋转力,带着飞机往前飞。所以啊,做涡轮盘的材料必须特别能耐热,还得扛得住腐蚀,机械强度也得非常高才行。一直以来,咱中国在高性能航空发动机这块儿,和西方国家相比是有差距的。不过现在不一样了,快速冷却技术取得了突破,这给咱中国航空工业自己搞创新提供了很有力的支持。咱中国在高温合金技术方面有了这样的突破,真让人觉得扬眉吐气!

在全球范围内,美国在高温合金和快速冷却技术上处于领先地位。像通用电气、普惠这些公司,靠着它们先进的制造工艺,成功把镍基高温合金用在了F119、F135这类高性能发动机上。欧洲那边呢,在镍基合金的研发还有精密热处理技术上,也有自己特别厉害的地方。俄罗斯在军用航空这块儿,也展示出了比较深厚的技术积累。然而,中国近年来在高温合金领域的研发投入显著增加,特别是在难变形合金的热加工和显微组织控制方面取得了长足进步。国产陶瓷基复合材料打造的整体涡轮盘成功完成首次飞行,这一成果进一步显示出,中国正在飞快地拉近和西方国家在相关技术方面的距离。
眼下,中国至少有两款新一代战斗机还在研发当中,对高性能航空发动机的需求特别急切。大连理工大学的快速冷却技术不仅适用于现有发动机的性能升级,还可能为第六代战机的发动机研发提供关键支持。该技术通过优化冷却速率,显著改善了高温合金的显微组织和力学性能,不仅提升了发动机的功率和效率,还增强了其在极端环境下的可靠性和耐用性。

随着中国在高温合金领域的持续突破,快速冷却技术的应用前景十分广阔。除了军用航空领域,该技术还可能推动民用航空工业的发展,如商用飞机发动机和燃气轮机的制造。中国在技术上不断取得进步,已经展现出了追上甚至超过国际先进水平的可能性,以后很有希望在全球航空发动机市场里扮演更关键的角色、有更重要的地位。
大连理工大学这次取得的突破特别厉害,这意味着咱们中国在高温合金制造方面又完成了一项了不起的成果,就像给中国在这个领域树立起了一个全新的、特别醒目的里程碑。这对我们中国航空工业自己搞创新,还有推进国防现代化建设,都提供了特别靠谱、特别给力的技术支撑。往后啊,要是相关的技术能再改进改进,变得更加成熟,还能实现大规模的产业化应用,那咱中国的航空发动机在性能和稳定性上,就特别有盼头能达到全球最厉害的那一拨水平。
原文:https://www.toutiao.com/article/7535351722902848063/
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