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鈦應用 | 俄羅斯研發出航發鈦合金新工藝
2023-03-24 11:06:44 來源:中國有色金屬工業網
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簡介:前蘇聯和俄羅斯既是世界鈦工業大國,也是強國之一。據塔斯社近期報道,俄羅斯彼爾姆國立科研理工大學(PNRPU)的科學家研發出一種新工藝,可以較大地提高飛機發動機的持久性能。由于鈦合金有較高的比強度和抗蝕性,在航空器結構和發動機制造中獲得了廣泛的應用,但對燃氣渦輪發動機來說,其持久強度尚有待提高。如何較大地提高此鈦合金的這類性能是材料科學家面臨的主要課題之一。
前蘇聯和俄羅斯既是世界鈦工業大國,也是強國之一。據塔斯社近期報道,俄羅斯彼爾姆國立科研理工大學(PNRPU)的科學家研發出一種新工藝,可以較大地提高飛機發動機的持久性能。由于鈦合金有較高的比強度和抗蝕性,在航空器結構和發動機制造中獲得了廣泛的應用,但對燃氣渦輪發動機來說,其持久強度尚有待提高。如何較大地提高此鈦合金的這類性能是材料科學家面臨的主要課題之一。具體來說,就是發動機壓氣機葉片和輪盤是用Ti-6Al-4V合金鍛造的,在運行過程中承受很大的拉伸載荷,如何將它們的抗拉強度和疲勞強度提高20%以上,是一個亟待解決的課題之一。

當今,全球廣泛使用雙相(α+β)亞微晶鈦合金制造高循環載荷和200℃~350℃環境下運行的燃氣渦輪發動機構件。但迄今尚未對在該溫度范圍內工作的鈦合金的疫勞進行深入的研究。彼爾姆科研理工大學機械與技術學院的科學家研究了Ti-6Al-4V合金的性能,并評估了該合金在351℃的最高溫度下的組織性能情況。

在研發中,采用φ20mm的熱軋Ti-6Al-4V棒材,經過標準熱處理,固溶處理溫度966℃,退火工藝676℃/4h,然后在651℃對棒材進行4次等徑角擠壓,在室溫和351℃進行拉伸試驗。疲勞試驗試樣切削加工后都經過拋光處理,用透射電鏡研究了棒材的縱向組織。
與常規工藝生產的粗晶組織棒材相比,等徑角擠壓的超細晶Ti–6Al-4V合金在351℃工作溫度下有更高的抗拉強度和疲勞強度。該項研究是根據俄羅斯國家任務在學術戰略領先計劃“首創–2030”的框架內進行的。彼爾姆科研理工大學在2021年獲得了“首創-2030”計劃1億盧布的資金支持?!笆讋?2030”是俄羅斯歷史上最大范圍的國家支持和發展高等教育機構的計劃,其目的是到2030年俄羅斯建100多所現代化的先進大學,以及國家科技和社會經濟發展中心。
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