Copper se yon kondiktè pèrmeabl, duktil ak ekselan nan chalè ak elektrisite. Li se itilize nan divès endistri, ki gen ladan elektrik, konstriksyon, otomobil, ak plonbri. Gen diferan klas ak estanda nan materyèl kwiv, ak isit la se kèk nan yo:
Nan dènye ane yo, pandan y ap kontinye peye atansyon sou sekirite avyon ak motè, kominote aviyasyon domestik la ak etranje se tou de pli zan pli konsène sou ekonomize resous, diminye depans, pwoteje anviwònman an ak lòt pwoblèm. Anba background sa a, endistri aviyasyon vèt la te fè sèten pwogrè. Green avyasyon kouvri tout devlopman ak itilizasyon pwosesis konsepsyon avyon, fabrikasyon, itilizasyon, antretyen, retrèt, rekiperasyon, elatriye, ki enplike jaden teknik ki gen ladan materyèl vèt, manifakti vèt, antretyen vèt, elatriye.
Sa yo rele materyèl vèt la refere a maksimize itilizasyon resous ak minimize pri itilizasyon ak enpak anviwònman an pandan sik antye konsepsyon materyèl, seleksyon materyèl bwit, pwosesis ak fabrikasyon, anbalaj ak transpò, itilizasyon, rekiperasyon ak reitilizasyon. Peyi nou an te kòmanse devlope kouray nouvo teknoloji materyèl, chak nouvo teknoloji materyèl te fè yon zouti, aviyasyon nouvo rechèch materyèl te fè reyalizasyon plezi. Gade nan tan kap vini an, nouvo materyèl avyasyon yo pral devlope nan direksyon milti-bi, pèfòmans segondè, nouvo pwosesis, pri ki ba ak nouvo konsèp. Ak amelyorasyon nan rechèch endepandan Lachin nan ak nivo devlopman nan jaden an nan nouvo materyèl avyasyon, nou bezwen konplè amelyore nivo teknik nan materyèl aviyasyon vèt soti nan aspè yo nan konsepsyon materyèl, pwosesis preparasyon, devlopman materyèl, resiklaj ak lòt aspè, ak ansanm. kreye yon pi bon avni nan avyasyon vèt.
Premyèman, nesesite pou devlope endistri aviyasyon vèt
2021 se premye ane 14yèm Plan senkan an. Kòm pozisyon debaz tout chèn endistri militè a, nouvo sektè materyèl espere inogire yon pi gwo espas pou devlopman. 20yèm syèk la se yon syèk nan devlopman rapid nan syans ak teknoloji modèn, youn nan senbòl yo enpòtan se reyalizasyon yo briyan èt imen te fè nan jaden an nan aéronautique ak astronotik. Nan 21yèm syèk la, endistri ayewospasyal la te montre yon pwospè pi laj pou devlopman, ak aktivite ayewospasyal wo nivo oswa ultra-wo nivo yo te vin pi souvan. Gwo reyalizasyon endistri ayewospasyal yo inséparabl nan devlopman ak zouti teknoloji materyèl ayewospasyal. Materyèl yo se fondasyon an ak precurseur nan teknoloji modèn segondè ak endistri, ak nan yon gwo limit se avantou pou zouti nan teknoloji segondè. Devlopman materyèl ayewospasyal jwe yon wòl fò nan sipòte ak garanti teknoloji ayewospasyal la. Nan vire, bezwen devlopman nan teknoloji ayewospasyal anpil mennen ak ankouraje devlopman nan materyèl ayewospasyal. Li ka di ke pwogrè nan materyèl jwe yon wòl sipò kle nan amelyore nan avyon.
Materyèl aéronautique se pa sèlman garanti materyèl pou devlopman ak pwodiksyon pwodwi aéronautique, men tou baz teknik pou amelyore pwodwi aéronautique. Materyèl jwe yon wòl enpòtan nan devlopman endistri avyasyon ak pwodwi avyasyon. Nan 21yèm syèk la, materyèl avyasyon yo ap devlope nan direksyon pèfòmans segondè, fonksyon segondè, milti-fonksyon, estrikti ak entegrasyon fonksyon, konpoze, entelijan, pri ki ba ak konpatibilite anviwònman an.
Nan rapò travay gouvènman an 2022 li a, ansyen premye minis Li Keqiang te pwopoze pou kontinye amelyore anviwònman ekolojik la, ankouraje devlopman vèt ak ba-kabòn, ranfòse kontwòl polisyon ak pwoteksyon ekolojik ak restorasyon, fè yon balans ant devlopman ak rediksyon emisyon, ak ankouraje viv ansanm Harmony ant. moun ak lanati. Nan dènye ane yo, pandan y ap kontinye peye atansyon sou sekirite avyon, kominote aviyasyon domestik ak etranje tou se de pli zan pli konsène sou ekonomize resous, rediksyon pri, pwoteksyon anviwònman ak lòt pwoblèm. Nan kontèks sa a, aviyasyon vèt te fè sèten pwogrè. Avyon nan direksyon pou plis sekirite ak serye, ki lejè, difisil, vèt direksyon devlopman, kidonk mete pi wo ak pi wo kondisyon pou materyèl, men tou, ankouraje avyon an nan vitès vòl, fyab, pri ki ba, efikasite segondè ak konfò ak lòt aspè nan ajou la. . Anba nouvo sitiyasyon endistriyèl la, devlope materyèl vèt aviyasyon wo-fen ak teknoloji preparasyon ak pwosesis li yo gen gwo siyifikasyon pou sipòte devlopman dirab endistri aviyasyon Chinwa. Nan yon mo, kondwi pa devlopman rapid nan endistri modèn mondyal la, devlopman vèt nan materyèl avyasyon se yon tandans inevitab ak yon kondisyon ijan nan devlopman ekonomik.
Ii. Pwogrè rechèch nan nouvo materyèl aéronautique
Materyèl avyon nan yon sèten mezi detèmine pri a nan fabrikasyon estrikti kò avyon. Depi ekipman aviyasyon Lachin nan te sitou prezante nan etap bonè, li sitou itilize sistèm materyèl etranje nan seleksyon an materyèl. Nan dènye ane yo, Lachin te kòmanse devlope kouray nouvo teknoloji materyèl, ak nouvo teknoloji materyèl la te fè dekouvèt kontinyèl, ak rechèch la sou nouvo materyèl avyasyon tou te fè reyalizasyon plezi. Sepandan, toujou gen yon gwo diferans ant nivo jeneral nan nouvo endistri materyèl avyasyon ak nivo entènasyonal avanse.
(A) Titàn alyaj: pwopriyete ekselan nan "metal inivèsèl la"
Titàn gen karakteristik ki ba gravite espesifik ak gwo fòs espesifik, ak alyaj li yo se nan gwo siyifikasyon pou ogmante rapò pouse-pwa nan avyon nan jaden an ayewospasyal, e li te lajman itilize nan dènye ane yo. Anplis de sa nan jaden militè ak ayewospasyal, alyaj Titàn se tou lajman ki itilize nan pwodui chimik, metaliji, medikal, espò ak lwazi ak lòt jaden.
Estati devlopman nan materyèl alyaj Titàn pou avyasyon aletranje
1) segondè-tanperati alyaj Titàn: segondè-tanperati alyaj Titàn se sitou itilize nan tren glise Sabatani avyon, kote yo pote lojman, bracket, kapo motè, disk COMPRESSOR ak lam, bwat ak lòt pati ankadreman estriktirèl. Konpozan sa yo mande pou gwo fòs espesifik, fòs fatig, rezistans ranpe ak estabilite estriktirèl nan 300 ~ 600 degre. Kounye a, sou non nivo entènasyonal avanse nan mak alyaj tanperati ki wo Titàn sitou gen ladan Etazini Ti-6242S, Ti-1100, IMI834, BT36 Larisi ak sou sa.
2) Segondè fòs Titàn alyaj: Segondè alyaj Titàn fòs anjeneral refere a fòs la rupture ki gen plis pase 1000MPa alyaj Titàn, sitou itilize ranplase wo-fòs estriktirèl asye a souvan itilize nan estrikti avyon, ka reyalize 10 pousan rediksyon pwa. A pwezan, alyaj Titàn fòs anwo nan syèl la ki te itilize nan avyon yo se sitou -type Titàn alliages, repwezantan pwensipal Ti-1023, BT22, Ti-153, -21S ak konsa.
3) Alloy Titàn ignifuge flanm dife: Kounye a, alyaj tipik ignifuge Titàn yo se Alloy C nan Etazini ak BTT -1 nan Larisi. Alloy C (Ti-35V{-15Cr), devlope nan peyi Etazini, se yon alyaj Titàn ki gen bon fòs tanperati ki wo ak rezistans oksidasyon. Li te aplike nan boîtier COMPRESSOR wo-presyon, vane gid ak bouch vektè-ke nan motè Fl19. Ti-Cu-Al BTT-1 alyaj Titàn rezistan flanm dife devlope nan Larisi gen bon travayabilite tèmik e li te itilize nan bwat motè COMPRESSOR ak lam.
Estati devlopman nan materyèl alyaj Titàn pou avyasyon domestik
1) Tanperati segondè Titàn alyaj: Ti -60 alyaj se yon 600 degre segondè tanperati alyaj Titàn poukont devlope pa peyi nou an. Alyaj la baze sou alyaj TAl₂ (Ti-55) ajoute Al, Sn, Si eleman ak kontni apwopriye, konsa tankou amelyore plis estabilite nan tèmik, ranpe tanperati ki wo ak rezistans oksidasyon tanperati ki wo nan alyaj la.
2) Segondè fòs estriktirèl alyaj Titàn: Yon pakèt gwo fòs alyaj estriktirèl Titàn te devlope poukont yo nan ane 1970 yo rive nan ane 1990 yo. Fòs alyaj Titàn sa yo ka rive nan nivo 1100-1300MPa. Nan kòmansman 21yèm syèk la, gen de kalite reprezantan beta alyaj Titàn: ① prèske Titàn Ti-B18, fòs rupture ka rive nan 1150 ~ 1350MPa; ② Metastable Titàn alyaj Ti-B20, fòs rupture jiska 1200 ~ 1600MPa.
3) Ignifuge flanm dife Titàn alyaj: Pandan ane yo, Lachin te fè rechèch apwofondi sou alyaj ignifuge flanm dife Titàn. An referans a alyaj AlloyC, Ti-V-Cr-Al, Ti-Mo-Cr-Al, Ti-Mo-V-Cr-Al3 seri alyaj ignifuge Titàn yo te fèt respektivman, epi yo te etidye mekanis anti-konbisyon an pa vle di nan simulation òdinatè. Anplis de sa, TF1 (Ti-V-Cr-C seri) ak TF2 (Ti-Cu seri) alyaj ignifuge Titàn yo te fèt apre analiz sistematik nan diferan sistèm nan Etazini, Grann Bretay ak Larisi. Ti -40 (Ti-V-Cr-Si) alyaj se yon alyaj rezistan flanm dife Titàn poukont devlope nan peyi Lachin. Konpare ak alyaj konvansyonèl Titàn, Ti -40 alyaj gen ekselan rezistan flanm dife ak pwopriyete mekanik. Koulye a, rechèch alyaj la te devlope soti nan echèl la laboratwa nan echèl la semi-endistriyèl, te kapab prepare Ti40 tòn ingot, gwo gwosè ba ak bag forgings.
Akòz kòmansman an reta nan endistri manifakti aviyasyon domestik la, Titàn ak materyèl alyaj Titàn nan konsomasyon nan jaden aviyasyon domestik se pa gwo, materyèl Titàn yo itilize nan jaden an avyasyon matirite pou mwens pase 20 pousan, byen lwen anba nivo mwayèn entènasyonal la nan apeprè 50. pousan , ak endistri Titàn konpare ak peyi devlope yo toujou gen yon gwo diferans: Premyèman, segondè-fen pwodwi alyaj Titàn yo toujou sitou imitasyon, nivo nan devlopman materyèl se ba, seri aplikasyon an se etwat, segondè pèfòmans konplè ak ba- pri Titàn alyaj devlopman se sitou nan etap nan laboratwa; Dezyèmman, bon jan kalite a nan metaliji se pa ki estab, mwens varyete, espesifikasyon enkonplè; Twazyèmman, pwogrè rechèch la nan teknoloji sipò ki gen rapò se ralanti, ak pwòp tèt ou-devlope sistèm alyaj Titàn materyèl la bezwen amelyore.
(2) Superalloy: konsantre sou bezwen motè militè yo
Superalloy, pou tanperati ki wo
Asye tradisyonèl adousi pi wo pase 300 degre Sèlsiyis epi li pa ka fè fas ak tanperati ki wo. Yo nan lòd yo pouswiv pi wo efikasite konvèsyon enèji, jaden an nan pouvwa motè tèmik bezwen pi wo ak pi wo tanperati k ap travay. Kòm yon rezilta, superalliaj yo te elve pou travay estab nan tanperati ki pi wo a 600 degre Sèlsiyis, ak teknoloji a ap kontinye amelyore.
Superalliaj yo divize an superalliaj ki baze sou fè ak superalliaj ki baze sou nikèl dapre eleman prensipal yo nan alyaj la. Dapre Zhiyan Consulting, divize pa pwosesis pwodwi nan 2018, pwodiksyon an nan superalloy ki baze sou nikèl te konte pou 80 pousan, fè ki baze sou superalloy 14.3 pousan ak Cobalt ki baze sou superalloy 5.7 pousan.
Superalloy se materyèl kle nan aeroengine. Superalloy te itilize nan aeroengine depi nesans li e li se yon materyèl enpòtan pou manifakti motè ayewospasyal. Nivo pèfòmans motè a lajman depann sou nivo pèfòmans materyèl superalloy la. Nan modèn aero-motè, kantite materyèl superalloy konte pou 40 pousan ~ 60 pousan nan pwa total motè a. Li se sitou itilize nan kat konpozan fen cho: chanm konbisyon, gid, lam turbine ak disk turbine. Anplis de sa, li se tou yo itilize nan bwat, pati bag, afterburner ak bouch bouch.
Endistri alyaj wo-tanperati Chinwa a se kounye a nan peryòd kwasans lan, ak antrepriz chèn endistriyèl yo gen espas devlopman laj nan tan kap vini an. Nimewo a nan antrepwiz pwodiksyon superalloy nan Lachin limite, ak nivo pwodiksyon an reta dèyè sa yo ki nan Etazini, Larisi ak lòt peyi yo. Sepandan, nan dènye ane yo, kapasite pwodiksyon an ak valè pwodiksyon yo te siyifikativman amelyore. Anpil pwojè kapasite pwodiksyon superalloy nan Lianshi Aviation, Western Superconductor ak lòt konpayi yo sou konstriksyon ak mete nan operasyon.
Pwopriyete superalloy pou aeroengine ap devlope kontinyèlman
1) Iron baz superalloy: youn nan karakteristik sistèm superalloy Chinwa.
Akòz mank de nikèl ak ti kras Cobalt nan resous Chinwa, devlopman, pwodiksyon ak aplikasyon an fè baz superalloy te vin tounen yon sèn briyan nan ane 1960 yo ak ane 1970 yo.
Yo jeneralman itilize superalliaj ki baze sou fè nan pati motè ak tanperati opere ki ba (600 ~ 850 degre C), tankou disk turbine, bwat ak arbr. Sepandan, Fe-baz superalloy gen bon pwopriyete mekanik nan tanperati mwayen, konparab ak oswa pi bon pase alyaj nikèl-baz menm jan an. Anplis, li se bon mache ak fasil defòme nan travay cho. Se poutèt sa, Fe-baz superalloy toujou lajman itilize kòm disk turbine ak materyèl lam turbine nan jaden an nan tanperati mwayen.
2) Nikèl baz superalloy: deformation/casting/nouvo alyaj ajou pa jenerasyon.
Superalliaj ki baze sou nikèl jeneralman travay nan sèten kondisyon estrès pi wo a 600 degre. Yo pa sèlman gen bon rezistans oksidasyon ak rezistans korozyon nan tanperati ki wo, men tou, gen fòs tanperati ki wo, fòs ranpe ak fòs ki dire lontan, osi byen ke bon rezistans fatig. Li se sitou itilize nan jaden an ayewospasyal pou konpozan estriktirèl k ap travay nan kondisyon tanperati ki wo, tankou lam yo k ap travay, disk turbine, chanm ki degaje konbisyon nan aeroengines, elatriye.
Dapre pwosesis fabrikasyon an, superalloy baz nikèl ka divize an alyaj varyab, Distribisyon superalloy, nouvo superalloy. Se nikèl ki baze sou jete superalloy sitou itilize nan lam gid turbine nan motè, kote tanperati a opere ka rive nan plis pase 1100 degre, oswa yo ka itilize tou nan lam turbine, ki gen tanperati ki pi ba pase lam gid ki koresponn lan 50-100 degre. .
Kòm tanperati a alyaj rezistan chalè k ap travay pi wo ak pi wo, eleman yo ranfòse nan alyaj la se pi plis ak plis, konpozisyon an se pi konplèks, sa ki lakòz kèk alyaj ka sèlman itilize nan eta a jete, pa ka cho deformation k ap travay. Anplis de sa, ogmantasyon nan eleman alyaj fè konpozisyon segregasyon nan alyaj baz nikèl grav apre solidifikasyon, sa ki lakòz mikrostruktur inegal ak pwopriyete. Sèvi ak pwosesis metaliji poud pou pwodwi superalloy ka rezoud pwoblèm ki anwo yo. Paske patikil poud lan piti, vitès refwadisman an vit lè poud fèt, segregasyon an elimine, travayabilite cho a amelyore, alyaj ki ka sèlman jete yo chanje nan superalloy deformation ki ka cho travay, fòs sede a. ak pwopriyete fatig yo amelyore, superalloy a poud te pwodwi yon nouvo fason pou pwodiksyon an nan pi wo alyaj fòs. Powder superalloy se sitou itilize nan envantè turbine disk nan avanse aero-motè ak gwo rapò pouse, epi tou li nan pwodiksyon an nan disk COMPRESSOR, arbr turbine, deflteur turbine ak lòt pati segondè tanperati fen cho nan avanse aero-motè.
3) superalloy ki baze sou cobalt: rezistans korozyon ak lòt jaden espesyal yo gen gwo kandida.
Rezistans oksidasyon nan superalloy ki baze sou Cobalt se pòv, men rezistans tèmik korozyon li yo pi bon pase nikèl. Superalloy ki baze sou Cobalt tou gen pi fò fòs segondè-tanperati, rezistans korozyon tèmik, fatig tèmik ak rezistans ranpe pase superalloy ki baze sou nikèl, ki apwopriye pou fabrikasyon turbine gaz gid lam ak ajutaj.
Akòz resous limite, alyaj baz cobalt tankou K40, GH188 ak L605 yo te devlope nan peyi nou an. Depi 2001, rechèch GE a nan superalliaj ki baze sou Cobalt te konsantre sou itilize superalliaj ki baze sou Cobalt kòm materyèl substrate pou turbin gaz ak prepare kouch tankou kouch baryè tèmik sou sifas alyaj yo pou amelyore rezistans korozyon.
Akòz limit materyèl, cobalt se relativman ra ak chè sou Latè. Kounye a, chalè rechèch ki baze sou Cobalt te diminye, ak anpil rechèch syantifik rete nan etap teyorik la tankou eksperyans modèl dijital.
Premye jenerasyon alyaj avyon militè, motè ak alyaj tanperati ki wo oswa antre nan peryòd volim rapid
Kondisyon tanperati motè a ap ogmante. Yon gwo rapò pouse-a-pwa mande pou yon tanperati bouch ki pi wo ak yon sipò materyèl nan yon tanperati opere ki pi wo. Nan devlopman superalloy nan mond lan, lam motè ak materyèl disk te fè eksperyans kat etap, sètadi deformation, Distribisyon, oryantasyon ak kristal sèl. Tanperati a ap ogmante piti piti soti nan 600 degre a plis pase 1100 degre.
Amelyorasyon nan avyon militè yo te akonpaye pa amelyore nan superalliaj. Materyèl debaz motè turbofan premye jenerasyon an se superalloy defòme, ak tanperati k ap travay nan materyèl debaz la se 650 degre. Pa motè turbofan katriyèm jenerasyon an, tanperati k ap travay nan materyèl debaz la te rive nan 1200 degre, epi li te adopte yon sèl kristal superalloy. Amelyorasyon nan avyon militè yo te akonpaye pa amelyore nan superalloy, materyèl debaz la nan motè. Amelyorasyon superalloy bezwen rechèch