解决叶片精铸工艺,提高合金热强性

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解决叶片精铸工艺,提高合金热强性

60年代,苏联成功解决了制造航空发动机导流叶片和涡轮叶片的精密铸造工艺问题,研制出制造熔模和铸造液态金属的耐热模具的材料。 6铸造合金于1956年投入批量生产,虽然热强度水平没有超过世界水平,但钴含量仅为其余国家的1/21/3,强度达到20kg/在975 度40 小时内平方毫米。

之后,1970年和1975年研制的6和6铸造合金在975度条件下40小时分别达到23和24kg/mm2,各项性能达到世界最高水平。精密铸造方法得到进一步改进,使制造喷气发动机空心冷却导叶和涡轮工作叶片成为可能,使涡轮叶片能在高于1500度的气流温度下可靠工作,从而显着提高机组发动机的推力。

20世纪70年代,苏联研制出一种新的定向结晶铸造法和单晶叶片制造方法,提高了热强合金的工作可靠性和使用寿命。用这些方法制造的零件(如叶片)的耐用性是等轴晶零件的2-3 倍。

当时建立的铸造流水线,从定尺寸毛坯的投入到成品定向结晶叶片的生产,所有热加工过程实现自动化,保证了批量生产的叶片质量高度稳定,合格品成品率达到80-90%。

解决高品质涡轮叶片问题的一个极其重要的方向是开发塑性热强合金。 929、867、57、109、220、238、6和6在1970年代研制成功并用于发动机。为了提高工艺塑性,在这些合金成分中加入了10-16%的钴。

当然,苏联在研制涡轮盘用热强合金方面也遇到了很多困难。 1950 年,在 的领导下。捷列霍夫,481号钢广泛用于苏联发动机,其性能超过其余国家同类钢。用于制造燃气轮机涡轮盘的无钴热强合金698,以及不久前为上述用途开发的742(62)和741等新合金都具有很高的性能。 1950年开发的481在650100小时强度为35kg/mm2,750100小时强度为22kg/mm2; 1960年开发的698在650下100小时的强度为100kg/mm2,在750下100小时的强度为100kg/mm2。小时强度为65 kg/mm2; 741 1971年650100小时强度为74kg/mm2,750100小时强度为43kg/mm2; 1975年的122强度为650100小时110kg/m2 mm,750度100小时强度70kg/mm2。为解决热强合金的试制问题,“电炉钢”厂和“镰刀斧”厂立下了汗马功劳。这两家工厂在1960年代就掌握了热强合金棒材、成型件和板材的熔炼和加工工艺。

为增加发动机的使用寿命,需要提高合金的热强度,以减少叶片在高温下长期运行时的氧化。为此,制定了一套高热稳定性热强合金渗铝工艺。 6合金叶片热稳定性提高5倍,867合金热稳定性提高一倍。

20世纪70年代中期开始,全苏航空材料研究所率先在苏联及世界范围内研制成功高性能等离子喷涂并投入实际生产。

飞机飞行速度的提高,以及飞机能够在各种天气条件下飞行的要求,对工艺精良的高强度不锈钢提出了更高的要求。在20 世纪40 年代后期,在 的领导下。 Alexei  Yanko,马氏体高强度、耐腐蚀、热稳定不锈钢和过渡低碳钢研制成功。 181955年强度为60kg/mm2,-2(166)1960年强度为120kg/mm2,-5(10)1970年强度为130kg/mm2。

全名米哈伊尔费奥多罗维奇阿列克谢延科(  )1905年出生,1931年毕业于基辅理工学院,1932年开始在全苏航空材料研究所工作,获苏联国家奖,1983年逝世先后获十月革命勋章1枚、红星勋章1枚、劳动红旗勋章1枚。

采用最新冶炼方法生产的2、2、3、2、4、5钢用于制造蒙皮、飞机内部结构和承重结构的承重件。此后又研制出强度为180kg/mm2的30钢,广泛用于承重结构。它与铬锰硅钢的区别在于塑性高。之后研制出强度为200kg/mm2的643钢,用作起落架立柱和零件。全苏航空材料研究所的研究人员与锻造冶金厂和伏尔加格勒“红色十月”冶金厂的工程师一起,通过直接还原法成功生产出强度为220 kg/mm2的42钢。 70年代后期,强度达到240kg/mm2的240钢研制成功并投入使用。

全苏航空材料研究所的研究工作包括:研究材料的力学性能及其在冲击和反复交替作用下的性能,确定成分、结构和理化因素影响的基本规律对合金的力学性能等。在20 世纪60 年代后期,在 的领导下。 Kishkin,一系列没有晶体缺陷的材料(铁、铜、蓝宝石)的理论强度达到了1200 kg/mm2,并利用这种超强度理论开发了复合材料。材料指明了方向。

自1960 年代以来,对提高批量生产的合金和钢的强度进行了广泛的研究。由领导开发的结构强度为260-280 kg/mm2的复合材料。 Skryalov顺利通过生产鉴定。

全名尼古拉米特罗法诺维奇斯克里亚洛夫(  ),1907年9月17日出生,1931年至1934年在国家政治保卫局工作,1934年至逝世在苏联工作(俄罗斯)航空研究所材料,1950年获科学技术博士学位,1957年至1998年任科学部副主任、材料强度实验室主任,1998年任主任直至逝世,2005年4月16日逝世。先后荣获列宁奖章1枚、劳动红旗奖章3枚等,先后获得列宁奖1项、苏联国家奖1项、斯大林奖1项、俄罗斯联邦国家奖1项。

综合研究机械硬化和相硬化的联合强化方法,包括如何以不同方式执行压力加工和热处理,以及如何在保持所需的塑性和可靠性的同时提高强度。

综合强化法对提高合金的热强度也非常有效。 20 世纪70 年代初期,在 的领导下。 Korneyev,制定了961(131122)不锈钢与-1钛合金的联合成型-淬火工艺,大大提高了压气机叶片在工作温度条件下的性能强度,从而也提高了发动机寿命。

尽管在飞机结构中使用强度为50-60 kg/mm2的Al-Zn-Mg铝合金的想法失败了,但对铝合金的研究并未停止。已知在Al-Zn-Mg基和Al-Zn-Mg-Cu基合金中添加作为稳定元素的Cr-Mn或Zr可以提高合金的耐腐蚀性。 1960年代,在的领导下。 Friedlander  进行了广泛的研究,从而生产出了95 高强度铝合金。这种合金在室温下比广泛使用的16 合金强度高25%。全苏航空材料研究院科研人员开展了合金的工业化试制和半成品(锻件、模压件、型材、板材、管材等)批量生产工艺的制定研究所与冶金厂工程师的积极合作。该合金已可靠地用于现代民用飞机结构。

约瑟夫瑙莫维奇弗里德兰德,1913年9月28日出生,毕业于莫斯科鲍曼国立技术大学,1937年开始在全苏(俄)航空材料研究所工作,直至去世。 1958年获科学技术博士学位,1976年为苏联科学院通讯院士,1984年为苏联科学院院士,1991年为俄罗斯科学院院士。3月逝世200930先后荣获荣誉勋章2枚,劳动红旗勋章1枚,十月革命勋章1枚,三等功祖国功勋勋章1枚,先后获得列宁奖金1枚,斯大林奖金1枚, 1 苏联部长委员会奖金,俄罗斯联邦国家奖

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