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鈦使航空器翱翔自如

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航空器為什么能飛上天,能在空中翱翔?因?yàn)樗邪l(fā)動(dòng)機(jī),能為它提供動(dòng)力,可是大多數(shù)人并不了解發(fā)動(dòng)機(jī)是用什么材料制的?;蛘J(rèn)為是用鋼制的,當(dāng)然鋼是必不可少的,但是除了鋼,還用了鋁合金、鈦合金、復(fù)合材料和高溫合金,同時(shí),隨著時(shí)間的推移與鈦材性能的改進(jìn)和價(jià)格的下降,在航空器發(fā)動(dòng)機(jī)用材的占比中,鈦的占比在逐年增大。同時(shí),不同的國(guó)家,不同的公司,不同的機(jī)型,不同的發(fā)動(dòng)機(jī),用的鈦材量也有較大差異。

航空器為什么能飛上天,能在空中翱翔?因?yàn)樗邪l(fā)動(dòng)機(jī),能為它提供動(dòng)力,可是大多數(shù)人并不了解發(fā)動(dòng)機(jī)是用什么材料制的。或認(rèn)為是用鋼制的,當(dāng)然鋼是必不可少的,但是除了鋼,還用了鋁合金、鈦合金、復(fù)合材料和高溫合金,同時(shí),隨著時(shí)間的推移與鈦材性能的改進(jìn)和價(jià)格的下降,在航空器發(fā)動(dòng)機(jī)用材的占比中,鈦的占比在逐年增大。同時(shí),不同的國(guó)家,不同的公司,不同的機(jī)型,不同的發(fā)動(dòng)機(jī),用的鈦材量也有較大差異。
噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)是鈦材的主要應(yīng)用領(lǐng)域,美國(guó)普拉特-惠特尼公司(Pratt &Whitney)生產(chǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)中,鈦合金零部件凈質(zhì)量占其總質(zhì)量的7%~18%,美國(guó)通用電氣公司(GE)的J73噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)中鈦材占比為6%。美國(guó)J79發(fā)動(dòng)機(jī)的17級(jí)轉(zhuǎn)子原為不銹鋼,后來(lái)的改進(jìn)型將11級(jí)盤改用鈦合金,在J79-8發(fā)動(dòng)機(jī)中使用了20%的鈦合金工件,可是在先前的J79-3發(fā)動(dòng)機(jī)中鈦合金零部件的質(zhì)量?jī)H占4%。
美國(guó)JT3D渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的低壓壓氣機(jī)的風(fēng)扇葉片及其隔板和風(fēng)扇閥都是用Ti-6A1-4V合金制的。風(fēng)扇葉片長(zhǎng)406mm,比壓氣機(jī)葉片長(zhǎng)2倍。JT9D風(fēng)扇葉片長(zhǎng)711mm,比壓氣機(jī)葉片長(zhǎng)近10倍。JT9D渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的鈦合金用量占質(zhì)量的28%,約1.035t,其中,46塊風(fēng)扇葉片采用Ti-6AI-4V合金制造。低壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子和11級(jí)高壓壓氣機(jī)中的9級(jí)采用Ti-6AI-4V、Ti-8AI-1Mo-1V和Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo合金,后者可承受480℃,用了450kg,靜子葉片采用Ti-5Al-2.5Sn合金。
英國(guó)、美國(guó)、德國(guó)、意大利和日本等國(guó)家制造的V2500型發(fā)動(dòng)機(jī)重2.2t,鈦材占31%。英國(guó)羅爾斯-羅伊斯公司(Rolls-Royce)制造的高壓壓氣機(jī)3~6級(jí)使用的高抗蠕變合金IMI 550(Ti-4AI-4Mo-2Sn-0.5Si)合金,日本制造的發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇和低壓壓氣機(jī)用的是Ti-6AI-4V合金。

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