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[航空发动机] 中国新型钛铝合金(TiAl)材料助力国产发动机技术取得重大突破

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CDer:000344152
发表于 2021-01-05 14:53 超大游击队员 | 显示全部楼层 |阅读模式

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据央视报道,国产发动机技术取得的重大突破。与国产大型客机C919配套的长江-1000发动机研制取得最新进展,钛铝合金低压涡轮叶片已经通过振动疲劳考核,正准备装机考核;而为中俄大客机CR929配备的长江-2000涡扇也正在攻关中,推力将从长江-1000的13吨增加到35吨。

报道称,钛铝合金低压涡轮叶片通过振动疲劳考核,正准备装机考核,这将是继2017年12月长江-1000首部样机完成装配,2018年5月17日发动机首次点火以来,长江-1000发动机在研发上取得的又一里程碑。除了长江-1000外,长江-2000涡扇也在攻关中,该发动机是长江-1000的发展型号,推力将从长江-1000的13吨增加到35吨,计划在2030年之后装备在CR929上。

据了解,现代涡扇发动机的高压压气机和低压涡轮叶片大都采用镍基合金材料制造,这种合金虽能承受650度至1000度的高温,但随着发动机性能不断提高,压气机和涡轮级数的减少使单级叶片负荷不断增大,镍基合金材料已经发展到极限,难以进一步提高。

近年来。中国新型钛铝合金(TiAl)材料开始异军突起,这种新型材料具有低密度、高弹性模量、耐高温等优点,非常适用于制造高压压气机和低压涡轮叶片,但由于加工难度高,实用化进展很慢。

报道称,中科院金属研究所在「十三五」期间经过攻关,研制出了钛铝合金的氧化钇陶瓷材料一体浇铸成形工艺,成功为长江-1000制造出了具有世界先进水平的耐900度高温的叶片。据估计,长江-1000的高压压气机和低压涡轮在更换了新型钛铝合金叶片之后有望整体减重200千克,有效提高发动机推重比,降低油耗。

中科院金属研究所研究员杨鋭表示,「航空发动机是飞机的心脏,而发动机当中难度最大的是叶片。为了减轻叶片重量,我们用钛铝它的密度只有4.0,来取代更重的镍基高温合金,它的比重是它的两倍是8,如果这样做了,能实现飞机的(发动机)涡轮盘和涡轮叶片的大幅度减重,能够大幅度提高飞机的效率。」

中科院金属研究所研究员崔玉友则指出,它的尺寸(精度)对发动机效率影响非常大,这一个叶片上可能要有几百个尺寸(要求),必须要保证每个尺寸都满足要求,这个过程控制管理也是非常重要的。

除中科院金属研究所之外,南京理工大学陈光教授团队也在2019年10月宣布攻克钛铝单晶合金叶片制造难题,叶片寿命优于美国同类产品1个至2个数量级。

据指出,中国在钛铝合金先进材料上的技术突破,标志着国产先进航空发动机即将迎来井喷局面。此外,钛铝合金在中国国产多种先进军用发动机上也有广阔应用场景,将成为首选先进材料来全面提高其性能表现。

点评

转载请附出处(链接)  发表于 2021-01-05 16:34
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CDer:001179722
发表于 2021-01-05 14:59 | 显示全部楼层
发动机什么时候才能出来,我都望眼欲穿了。
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CDer:001121449
发表于 2021-01-05 15:20 | 显示全部楼层

RE: 中国新型钛铝合金(TiAl)材料助力国产发动机技术取得重大突破

AK740125 发表于 2021-01-05 14:59
发动机什么时候才能出来,我都望眼欲穿了。

俺都等了半辈子了,所以···快了。
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CDer:000313462
发表于 2021-01-05 15:35 超大游击队员 | 显示全部楼层
钛铝合金是用于压气机叶片吧?
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CDer:000541229
发表于 2021-01-05 15:44 | 显示全部楼层
先进水平,而不是领先水平
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CDer:001109144
发表于 2021-01-05 15:59 超大游击队员 | 显示全部楼层
美弟卡发动机脖子的日子快过去了
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CDer:001177855
发表于 2021-01-05 16:03 | 显示全部楼层
一步一个脚印,不能着急
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CDer:001067643
发表于 2021-01-05 16:29 | 显示全部楼层
发动机整机减重200KG这个厉害了,这发动机重量也就2吨左右,减重10%啊
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CDer:001164218
发表于 2021-01-05 16:47 | 显示全部楼层

RE: 中国新型钛铝合金(TiAl)材料助力国产发动机技术取得重大突破

AK740125 发表于 2021-01-05 14:59
发动机什么时候才能出来,我都望眼欲穿了。

材料出来后等10年左右可以大规模应用

航空发动机的事情没有那么容易,即使你天天突破,真正实际应用估计十年开外
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CDer:001164218
发表于 2021-01-05 16:48 | 显示全部楼层

RE: 中国新型钛铝合金(TiAl)材料助力国产发动机技术取得重大突破

权衡45 发表于 2021-01-05 15:35
钛铝合金是用于压气机叶片吧?

低压压气机,中压不知道能不能用
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CDer:001097058
发表于 2021-01-05 17:05 | 显示全部楼层
钛铝单晶合金叶片。

中国在钛铝合金先进材料上的技术突破,标志着国产先进航空发动机即将迎来井喷局面。此外,钛铝合金在中国国产多种先进军用发动机上也有广阔应用场景,将成为首选先进材料来全面提高其性能表现。
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CDer:001161668
发表于 2021-01-05 17:11 | 显示全部楼层
今天1月5号,又突破了,一个,下次记得全突破了,在哔哔,不要一喳一惊的
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CDer:000021276
发表于 2021-01-05 17:35 超大游击队员 | 显示全部楼层
碳纳米管才是未来
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CDer:001168220
发表于 2021-01-05 17:43 | 显示全部楼层
是低压涡轮叶片吧!!高压涡轮叶片呢?现在进度怎么样?
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CDer:000236525
发表于 2021-01-05 18:23 | 显示全部楼层
雄关漫道真如铁,而今迈步从头越。继续努力撸起袖子加油干!
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CDer:000841143
发表于 2021-01-05 18:47 | 显示全部楼层
钛铝合金应该是金属间化合物,耐高温没问题,但是低温脆性难解决。估计还要加稀土。应该是用作高压压气机后面温度较高的几级取代镍材料。低压涡轮行不行不知道。SiC/SiC纤维复合陶瓷是用于低压涡轮的导向叶片,直接用作涡轮估计韧性不够高旋转应力下易断裂。
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CDer:000818965
发表于 2021-01-05 18:47 超大游击队员 | 显示全部楼层
这是高压压气机和低压涡轮,难度最高的应该是高压涡轮叶片吧。。。
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CDer:000475637
发表于 2021-01-05 19:22 | 显示全部楼层

RE: 中国新型钛铝合金(TiAl)材料助力国产发动机技术取得重大突破

貌似纯洁2010 发表于 2021-01-05 16:48
低压压气机,中压不知道能不能用

长江-1000的高压压气机和低压涡轮在更换了新型钛铝合金叶片之后有望整体减重200千克
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CDer:000475637
发表于 2021-01-05 19:24 | 显示全部楼层

RE: 中国新型钛铝合金(TiAl)材料助力国产发动机技术取得重大突破

woodyhl 发表于 2021-01-05 18:47
钛铝合金应该是金属间化合物,耐高温没问题,但是低温脆性难解决。估计还要加稀土。应该是用作高压压气机后 ...

长江-1000的高压压气机和低压涡轮在更换了新型钛铝合金叶片之后有望整体减重200千克
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CDer:000475637
发表于 2021-01-05 19:25 | 显示全部楼层

RE: 中国新型钛铝合金(TiAl)材料助力国产发动机技术取得重大突破

CVN福特 发表于 2021-01-05 18:47
这是高压压气机和低压涡轮,难度最高的应该是高压涡轮叶片吧。。。

高压涡轮只有两级,发动机占比低
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CDer:000818965
发表于 2021-01-05 19:33 超大游击队员 | 显示全部楼层
xdspohs 发表于 2021-01-05 19:25
高压涡轮只有两级,发动机占比低

但是难度最高的就是这里了。。。
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CDer:000297989
发表于 2021-01-05 19:34 | 显示全部楼层
又突破了?商飞大推什么时候出?
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CDer:000841143
发表于 2021-01-05 19:40 | 显示全部楼层

RE: 中国新型钛铝合金(TiAl)材料助力国产发动机技术取得重大突破

xdspohs 发表于 2021-01-05 19:24
长江-1000的高压压气机和低压涡轮在更换了新型钛铝合金叶片之后有望整体减重200千克

压气机叶片和低压涡轮减重可是了不得!几万转高速旋转的叶片减重后离心力产生的应力也大大减少了。
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CDer:000494588
发表于 2021-01-05 19:43 | 显示全部楼层

RE: 中国新型钛铝合金(TiAl)材料助力国产发动机技术取得重大突破

楼主给给链接,我去看看原文
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CDer:001155476
发表于 2021-01-05 19:46 | 显示全部楼层

RE: 中国新型钛铝合金(TiAl)材料助力国产发动机技术取得重大突破

Wjiangxin 发表于 2021-01-05 17:11
今天1月5号,又突破了,一个,下次记得全突破了,在哔哔,不要一喳一惊的

越来越好了         
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CDer:000307276
发表于 2021-01-05 20:05 超大游击队员 | 显示全部楼层
据指出,中国在钛铝合金先进材料上的技术突破,标志着国产先进航空发动机即将迎来井喷局面。
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CDer:000697156
发表于 2021-01-05 20:31 | 显示全部楼层

RE: 中国新型钛铝合金(TiAl)材料助力国产发动机技术取得重大突破

德隆炮

今天吃饱了撑的,继续说轰20。

本内容有可能是纯属虚构,各位姑妄听之.......

轰20是目前中国航天工业的大成。也是中国航空飞行器有史以来机体,构件和紧固件材料中钛合金比例最高的,构件尺寸最大的。远超过歼20。全机钛合金材料使用量竟然超过36%!

并且不止用到一种钛合金。而是三种。分别是TC21,TB12,BTT-1 ,其中TB12是宝钛集团2016年研发出来的一种高钼含量的近β钛合金,此材料强度极大!断裂韧度达到91Mpa^。

就连四台发动机间的内置扁契形阻燃隔板也全部采用BTT-1钛合金。完全是厚工足料!不计成本!由此可见,轰20不可能物廉价美!

除了钛合金材料以外,轰20还使用了一种强度极高的GWC1100ST复合材料。这种材料比歼16,歼20战斗机使用的GWC900ST强度还要高出20%。

这种复合材料压缩改进了树脂比例和成分,使其强度和耐热性,相较于上一代均有明显提高。

轰20整体采用了小展弦比的飞翼气动布局,展弦比小于美军的B2和B21,无尾翼,整体像一支略尖锐角形的箭头。

H20最大的争议焦点是四个发动机具体型号。究竟是最新版的直径1.41米,推力12.9吨,重量1900公斤的中涵道比WS18B,还是已经改良成熟的小涵道比的WS15。

现在我们大院里内部流传的轰20大致面貌是180吨,航程9500公里,四个WS15发动机。油耗比是0.682。

如果是使用四台WS18B,全程0.9马赫速度的话,那航程就肯定不止9500公里,应该在12000公里。究竟最好的选择是WS18B还是WS15?很遗憾,这一点还是无法准确告知大家。

轰20拥有两个内置弹舱。载弹量在25吨到26吨。可以携带12枚巡航导弹。还可以携带各种其他反辐射导弹,KD88导弹,鹰击12导弹。但是无法携带轰六N机腹下的那种巨大的空基弹道导弹。

这应该就是我目前已知的和轰20相关的全部。
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CDer:001195419
发表于 2021-01-05 20:50 超大游击队员 | 显示全部楼层
smt162302 发表于 2021-01-05 19:34
又突破了?商飞大推什么时候出?

都出了多久了
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头像被屏蔽
发表于 2021-01-05 21:30 | 显示全部楼层

RE: 中国新型钛铝合金(TiAl)材料助力国产发动机技术取得重大突破

本帖最后由 lyz4373007 于 2021-01-05 22:04 编辑

[quote]Wjiangxin 发表于 2021-01-05 17:11
今天1月5号,又突破了,一个,下次记得全突破了,在哔哔,不要一喳一惊的[/quote
乱码了。。。。
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发表于 2021-01-05 21:38 | 显示全部楼层

RE: 中国新型钛铝合金(TiAl)材料助力国产发动机技术取得重大突破

Wjiangxin 发表于 2021-01-05 17:11
今天1月5号,又突破了,一个,下次记得全突破了,在哔哔,不要一喳一惊的


睁大眼睛好好看看,这篇文章早两天就有人转载了,只不过楼主又转载一次,不是你说的又突破一个。

研发取得进展,正常的报道有什么不可?确实是取得突破,哪里一惊一乍了?

难道在cj1000装上c919之前,一点关于研发进展的消息都不能报道?

不报道,有些人说消息不透明,整天捂着,尤其是民航发动机,没意思。

这报道了,又是一惊一乍。

在你们冷静党眼里,tg所有科研进度都不应该报道,否则就是装逼,自大,瞎逼逼。
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CDer:001202519
发表于 2021-01-05 22:18 | 显示全部楼层

RE: 中国新型钛铝合金(TiAl)材料助力国产发动机技术取得重大突破

王华明老师就是中科院金属所的博后,这个所研究实力不容小觑。
但是好好的TIAl基合金,非要宣传为钛铝合金这种已经被低价建材给占了的词汇,还真的一言难尽。
此外,这个系列的材料缺点很明显:韧性差刚度不高,与TC系叶片比较并没有绝对优势。
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CDer:001202519
发表于 2021-01-05 22:23 | 显示全部楼层

RE: 中国新型钛铝合金(TiAl)材料助力国产发动机技术取得重大突破

七点 发表于 2021-01-05 17:05
钛铝单晶合金叶片。

中国在钛铝合金先进材料上的技术突破,标志着国产先进航空发动机即将迎来井喷局面。 ...

如果新闻中出面的是航材院、新艺机械厂的工程师,或者无锡透平的高管,才代表真的突破了。
当下状态,与工程热物理所宣布一吨级发动机研制成功是一个路数。
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CDer:001202519
发表于 2021-01-05 22:27 | 显示全部楼层

RE: 中国新型钛铝合金(TiAl)材料助力国产发动机技术取得重大突破

woodyhl 发表于 2021-01-05 18:47
钛铝合金应该是金属间化合物,耐高温没问题,但是低温脆性难解决。估计还要加稀土。应该是用作高压压气机后 ...

并不能取代高温合金
当下发动机减重,主力是各类TA、TC和特种超高强,这类伽马+阿尔法2的材料,工艺性很差,走特种粘接铸造差不多就是要宣告无法上规模。
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CDer:001115502
发表于 2021-01-06 00:15 | 显示全部楼层

RE: 中国新型钛铝合金(TiAl)材料助力国产发动机技术取得重大突破

永不沉没的定远 发表于 2021-01-05 20:31
德隆炮

今天吃饱了撑的,继续说轰20。

有干货,看了很高兴。希望早日成军。
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CDer:000422827
发表于 2021-01-06 00:24 超大游击队员 | 显示全部楼层
逛超大的都知道,八股突破常常有,重点型号始终不见!八股看多了大家也会麻木!
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CDer:001194317
发表于 2021-01-06 07:50 | 显示全部楼层
楼上怨气好重
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CDer:000439077
发表于 2021-01-06 09:02 | 显示全部楼层

RE: 中国新型钛铝合金(TiAl)材料助力国产发动机技术取得重大突破

woodyhl 发表于 2021-01-05 18:47
钛铝合金应该是金属间化合物,耐高温没问题,但是低温脆性难解决。估计还要加稀土。应该是用作高压压气机后 ...

钛铝合金的氧化钇陶瓷材料一体浇铸成形工艺,成功为长江-1000制造出了具有世界先进水平的耐900度高温的叶片。据估计,长江-1000的高压压气机和低压涡轮在更换了新型钛铝合金叶片之后有望整体减重200千克,有效提高发动机推重比,降低油耗。
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CDer:000044221
发表于 2021-01-06 12:48 超大游击队员 | 显示全部楼层
四代发动机的涡轮导向和高压转子叶片用的是北航研制的镍铝金属间化合物单晶叶片,性能达到西方三代镍基单晶叶片水平,密度降低10%,含铼量减少75%,实现降本和减重双目标。
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CDer:000028644
发表于 2021-01-06 14:42 | 显示全部楼层

RE: 中国新型钛铝合金(TiAl)材料助力国产发动机技术取得重大突破

你饿了吧 发表于 2021-01-06 00:24
逛超大的都知道,八股突破常常有,重点型号始终不见!八股看多了大家也会麻木!

太行是不是重点型号?太行研发过程中是不是一路突破?你看不见是你眼睛不好
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CDer:001189278
发表于 2021-01-06 15:25 | 显示全部楼层

RE: 中国新型钛铝合金(TiAl)材料助力国产发动机技术取得重大突破

永不沉没的定远 发表于 2021-01-05 20:31
德隆炮

今天吃饱了撑的,继续说轰20。


还是已经改良成熟的小涵道比的WS15


真的啊
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