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高溫合金材料分類,高溫合金材料在發動機上應用

高溫合金材料憑借優異的抗氧化和抗熱腐蝕性能在航空發動機、汽車發動機、燃氣輪機、核電、石油化工等多個領域廣泛應用。常用高溫合金,即能在600℃以上高溫及一定應力作用下長期工作的一類合金。高溫合金材料相比于傳統金屬,在性能上具有高溫高強;良好的抗氧化和抗熱腐蝕性能;良好的抗疲勞性能、斷裂韌性、良好的彈塑性。


高溫合金材料分類

高溫合金材料大體上有三種劃分方式:根據基體元素種類、根據合金強化類型和根據材料成型方式。制備工藝,高溫合金產品以非標準化為主,因此生產工藝較為復雜,但基本可以可分為三個步驟:熔煉、鑄造和熱加工,粉末冶金工業則將鑄造工藝替代為熱壓。高溫合金憑借優異的抗氧化和抗熱腐蝕性能在航空發動機、汽車發動機、燃氣輪機、核電、石油化工等多個領域廣泛應用。在眾多應用領域中,航空航天仍然占據最重要地位,占需求總量的55%,其次是電力行業,占比達20%。

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高溫合金材料在發動機上應用

高溫合金材料在航空發動機上具有重要應用,高溫合金材料從誕生起就應用于航空發動機,在現代航空發動機中,高溫合金材料主要用于四大熱端部件:燃燒室、導向室、渦輪葉片和渦輪盤,此外還用于機匣、環件、加力燃燒室和尾噴口等部件。高溫合金在航空發動機上的應用,高溫合金材料的用量占發動機總重量的40-60%,在先進發動機中這一比例超過50%甚至更多。


2016-2035全球民航飛機高溫合金材料需求,中國民航發動機市場也十分廣闊,根據波音公司預測,到2032 年,中國新增的飛機數量超過5580架,預計中國民用航空對高溫合金材料的需求量將超過3.8萬噸。

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高溫合金材料在軍用航空發動機應用

另外高溫合金材料在軍用航空發動機也有重要意義,根據美國國防部預測的數據,預計未來20年中國戰斗機新增量將達到1430架、軍用大飛機1500架、教練機500架,合計對高溫合金需求量將達到5.7萬噸。另外,現有軍機的維護和修理折算成發動機所需數量為2000臺,對應的高溫合金材料需求量達到1萬噸左右。因此軍用領域對高溫合金材料的需求將達到6.7萬噸。

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高溫合金材料在燃氣輪機應用

此外高溫合金材料在燃氣輪機也是非常重要,燃氣輪機是高溫合金材料的另一個主要用途,其結構及原理與航空發動機類似。由于燃氣輪機噴射到葉輪上的氣體溫度高達1300℃,因此葉輪需要用高溫合金來制造。


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