التقنيات الرئيسية لتصميم ومعالجة واستخدام مواد سبائك التيتانيوم المتقدمة ذات درجة الحرارة العالية
سبائك التيتانيوم ذات درجة الحرارة العالية 600 درجة، وسبائك التيتانيوم المقاومة للهب، وسبائك TiAl، والمواد المركبة SiCf/Ti هي سبائك تيتانيوم جديدة عالية الأداء وعالية الحرارة. بالمقارنة مع مواد سبائك التيتانيوم العادية، فإن نضجها الفني أقل. في ضوء خصائص الخدمة ومتطلبات التصميم للمحركات المتقدمة، وخاصة الأجزاء الدوارة المستخدمة في البيئات ذات درجة الحرارة العالية، يجب إجراء عدد كبير من أبحاث التطبيقات الهندسية، مثل التفاعل بين الزحف والتعب والبيئة في البيئات ذات درجة الحرارة العالية ومثبطات اللهب وتأثيرات الملمس الدقيق. تأثير أداء التعب، وتكنولوجيا سلامة السطح، وتحليل الضغط المتبقي الداخلي والسطحي للمطروقات والأجزاء وتأثيرها على أداء الخدمة، والتنبؤ بعمر الخدمة وتحليل الفشل، وما إلى ذلك، لحل التقنيات الرئيسية مثل تصميم المواد وعملية التصنيع المتعلقة بالهندسة التطبيقات.
تكنولوجيا عالية التنقية والتحكم في التجانس لمكونات السبائك الصناعية
تعتبر صناعة السبائك TA29 وTB12 وTiAl معقدة، ومحتوى عناصر صناعة السبائك مرتفع، واللدونة منخفضة. يعد تحضير سبائك السبائك هذه أمرًا صعبًا. إنه صعب وعرضة للفصل. باستخدام عملية صهر فرن القوس الكهربائي التقليدي للاستهلاك الفراغي، يجب زيادة عدد مرات الذوبان بشكل مناسب، ويجب التحكم في تيار الذوبان، وتيار الانكماش، وحجم السبيكة، وطريقة تبريد البوتقة، وما إلى ذلك. بالنسبة لسبائك TiAl، يمكن استخدام عملية ذوبان الموقد البارد بالبلازما لإنتاج السبائك. يمكن لعملية ذوبان الموقد البارد إزالة الشوائب بشكل فعال وتحسين فصل التركيب، وهو أمر مهم بشكل خاص لمواد سبائك التيتانيوم المستخدمة في الأجزاء الدوارة الرئيسية للمحركات. تمتلك بلادنا بالفعل العديد من معدات صهر الموقد البارد بالبلازما، ولديها القدرة والظروف الخاصة بالأبحاث المعملية والإنتاج الصناعي.
شريط واسع النطاق وتكنولوجيا تحضير تزوير خاصة
تستخدم المواد الخام المصنوعة من سبائك التيتانيوم لمطروقات الطيران عمومًا القضبان، وتستخدم المطروقات الكبيرة مثل أقراص العجلات والأغلفة والشفرات وشفرات المروحة بشكل عام شريط التيتانيوم المربع. لشفرات الضاغط الصغيرة والمطروقات شفرة التوربينات،شريط التيتانيوم من الدرجة الخامسةيستخدم. نظرًا لأن المحركات المتقدمة تميل إلى اعتماد الشكل الهيكلي للقضبان المدمجة والقضبان المدمجة، فإن مواصفات المطروقات والقضبان المقابلة تزداد. يعد التحكم في تجانس القضبان كبيرة الحجم أمرًا بالغ الأهمية لضمان جودة المطروقات. من الضروري اختيار معدات الحدادة المتقدمة المناسبة وعملية تزوير التصميم الأمثل. بالنسبة لسبائك سبائك TB12 وTiAl، نظرًا لمقاومة التشوه العالية للمعادن المصبوبة، واللدونة المنخفضة للعملية، والحساسية لدرجة حرارة التشوه، وسهولة التشكيل للشقوق، يجب تحضير السبائك عن طريق عملية تقطيع بالبثق بدرجة حرارة عالية لتحضير سبائك كبيرة - أشرطة النطاق، ليس فقط يمكن تحسين توحيد التشوه، ويمكن ضمان التشوه الكافي، ويمكن أيضًا تحسين كفاءة الإنتاج واستقرار الدفعة للقضبان.
تعد البنية المجهرية والملمس البلوري لسبائك التيتانيوم من العوامل الرئيسية التي تؤثر على الخواص الميكانيكية، وذلك بسبب تباين الطور. إن التحكم في مورفولوجية البنية المجهرية للمطروقات وتوحيد البنية المجهرية والملمس لا يمكن أن يؤدي فقط إلى تحسين متوسط مستوى الأداء، ولكن أيضًا تحسين أداء تفاعل زحف التعب للأجزاء، أي أداء إجهاد الحمل، وتقليل عدد الأجزاء المختلفة. دفعات. تشتت بيانات الأداء للمكونات الثانوية. بالنسبة لسبائك التيتانيوم الجديدة ذات درجة الحرارة العالية، وخاصة سبائك TiAl، نظرًا لإدخال الهيكل المنظم، تكون مشكلة النسيج أكثر تعقيدًا وأهمية، كما أن التأثير على أداء إجهاد الدورة المنخفضة العالية وأداء إجهاد الحمل أكثر تعقيدًا أيضًا. يجب التحكم بشكل صارم في الهيكل والملمس عند تحضير القضبان والمطروقات.
تكنولوجيا تصنيع أجزاء بليسك المتكاملة والمتكاملة
نظرًا للتحسين المستمر لمستوى أداء المحركات المتقدمة، أصبحت الشعلات المتكاملة والشفرات المدمجة اتجاهًا للتطور. تتميز الشفرة الشاملة ببنية معقدة، وفتح قناة ضعيف، وشفرة رفيعة، وانحناء والتواء كبيرين، وصلابة ضعيفة، وسهولة التشوه. يتطلب التصميم دقة هندسية أعلى وأعلى وجودة شاملة. الضمانات تزداد صعوبة وأصعب. بالنسبة للحلقة المتكاملة والحلقة الورقية المتكاملة للضاغط ذات حجم الشفرة الصغيرة، تتم معالجة الجنيح بشكل عام بواسطة طريقة الطحن CNC عالية السرعة للتحكم في تشوه الجزء، ويتم استخدام تقنية زخرفة ضوء الاهتزاز لتحسين توزيع الضغط المتبقي على سطح الجزء. السطح مطحون ومصقول بتدفق جلخ، وشكل الشفرة ذو دقة أبعاد عالية، وخطأ شكل الشفرة أقل من 0.1 مم، وخشونة سطح الشفرة Ra تصل إلى مستوى 0.2μm، مما يحسن جودة السطح وسلامة سطح الأجزاء. يجب استخدام الطرق الكهروكيميائية لمعالجة المظهر الجانبي لشفرات سبائك TiAl.
بحث عن أداء تعب الدورة الفائق
في الواقع، لا يوجد حد لإجهاد الدورة العالية لمواد سبائك التيتانيوم. يتطلب كل من إصداري 1999 و2004 من برنامج سلامة هيكل المحرك (ENSIP) في الولايات المتحدة أن يصل عمر الكلال عالي الدورة لأجزاء محرك سبائك التيتانيوم إلى 109 دورات على الأقل. مع انخفاض الضغط المطبق، يميل موضع بدء صدع الكلال إلى الظهور من السطح إلى الداخل. بالنسبة لشفرات سبائك التيتانيوم ذات درجة الحرارة المرتفعة 600 درجة، والشفرات المركبة من مصفوفة التيتانيوم وشفرات سبائك TiAl، يكون أداء الكلال للشفرات حساسًا للغاية لضغط الاهتزاز، لذلك يجب دراسة سلوك وأداء الكلال العالي للغاية للدورة بشكل كامل. إن الاختيار المعقول لطرق تقوية السطح المناسبة، مثل تقوية الصدمات بالليزر والتلميع المنخفض اللدونة، يمكن أن يحسن أداء إجهاد الدورة العالي للغاية للشفرة ويمنع الضرر الداخلي والفشل الكارثي الناجم عن فشل الشفرة.
