Gelişmiş yüksek sıcaklıkta titanyum alaşımlı malzemelerin tasarımı, işlenmesi ve kullanımına yönelik temel teknolojiler
600 derece yüksek sıcaklık titanyum alaşımları, alev geciktirici titanyum alaşımları, TiAl alaşımları ve SiCf/Ti kompozit malzemeler, yeni yüksek performanslı yüksek sıcaklık titanyum alaşımlarıdır. Sıradan titanyum alaşımlı malzemelerle karşılaştırıldığında teknik olgunlukları daha düşüktür. Gelişmiş motorların, özellikle yüksek sıcaklık ortamlarında kullanılan dönen parçaların servis özellikleri ve tasarım gereksinimleri göz önüne alındığında, yüksek sıcaklık ortamlarında sürünme-yorulma-çevre etkileşimi gibi çok sayıda mühendislik uygulama araştırmasının yapılması gerekmektedir. , alev geciktirici ve mikro doku efektleri. Mühendislikle ilgili malzeme tasarımı ve üretim süreci gibi temel teknolojileri çözmek için yorulma performansının, yüzey bütünlüğü teknolojisinin, dövme parçaların ve parçaların iç ve yüzey artık gerilim analizinin ve bunun hizmet performansı, hizmet ömrü tahmini ve arıza analizi vb. üzerindeki etkisi uygulamalar.
Endüstriyel külçe bileşenlerinin yüksek saflaştırma ve homojenizasyon kontrol teknolojisi
TA29, TB12 ve TiAl alaşımlarının alaşımlanması karmaşıktır, alaşım elementlerinin içeriği yüksektir ve plastisite düşüktür. Bu tür alaşım külçelerinin hazırlanması zordur. Zor ve ayrışmaya yatkındır. Geleneksel vakum sarf malzemesi elektrotlu elektrik ark ocağı eritme işlemi kullanılarak, eritme sürelerinin sayısı uygun şekilde artırılmalı ve erime akımı, küçültme akımı, külçe boyutu, pota soğutma yöntemi vb. kontrol edilmelidir. TiAl alaşımları için, külçe üretmek amacıyla plazma soğuk ocakta eritme işlemi kullanılabilir. Soğuk ocakta eritme işlemi, kalıntıları etkili bir şekilde ortadan kaldırabilir ve motorların önemli dönen parçalarında kullanılan titanyum alaşımlı malzemeler için özellikle önemli olan bileşim ayrımını iyileştirebilir. Ülkemizde hali hazırda çok sayıda plazma soğuk ocak eritme ekipmanı mevcut olup, laboratuvar araştırması ve endüstriyel üretim kabiliyeti ve şartlarına sahiptir.
Büyük ölçekli çubuk ve özel dövme hazırlama teknolojisi
Havacılık dövmeleri için titanyum alaşımlı hammaddelerde genellikle çubuklar kullanılır ve tekerlek diskleri, mahfazalar, bliskler ve fan kanatları gibi büyük dövmelerde genellikle Titanyum Kare Çubuk kullanılır. Küçük kompresör kanatları ve türbin kanadı dövmeleri için,5. Sınıf Titanyum Çubukkullanılır. Gelişmiş motorlar, entegre blisklerin ve entegre blisklerin yapısal formunu benimseme eğiliminde olduğundan, ilgili dövme ve çubukların özellikleri artar. Büyük ölçekli çubukların düzgünlüğünün kontrol edilmesi, dövme kalitesinin sağlanması açısından çok önemlidir. Uygun Gelişmiş dövme ekipmanını, optimize edilmiş tasarım dövme işlemini seçmek gerekir. TB12 ve TiAl alaşımlarının külçeleri için, dökme metallerin yüksek dövme deformasyon direnci, düşük proses plastisitesi, deformasyon sıcaklığına duyarlılığı ve dövme çatlaklarının kolay olması nedeniyle külçeler, büyük hazırlamak için yüksek sıcaklıkta ekstrüzyon körleme işlemiyle hazırlanmalıdır. Ölçekli çubuklar, sadece deformasyonun tekdüzeliği geliştirilebilir, yeterli deformasyon sağlanabilir ve çubukların üretim verimliliği ve parti stabilitesi de geliştirilebilir.
Titanyum alaşımlarının mikroyapısı ve kristalografik dokusu, fazın anizotropisinden dolayı mekanik özellikleri etkileyen ana faktörlerdir. Dövme parçaların mikro yapısının morfolojisinin ve mikro yapı ve doku tekdüzeliğinin kontrol edilmesi, yalnızca ortalama performans seviyesini iyileştirmekle kalmaz, aynı zamanda parçaların sürünme-yorulma etkileşim performansını, yani yük yorulma performansını da iyileştirir ve farklı parçaların sayısını azaltır. gruplar. İkincil bileşenlerin performans verileri dağılımı. Bu yeni yüksek sıcaklık titanyum alaşımları, özellikle de TiAl alaşımları için düzenli yapının getirilmesi nedeniyle doku sorunu daha karmaşık ve önemlidir ve yüksek-düşük çevrim yorulma performansı ve yük yorulma performansı üzerindeki etkisi de daha karmaşıktır. Çubukların ve dövme parçaların hazırlanmasında yapı ve doku sıkı bir şekilde kontrol edilmelidir.
Entegre blisk ve entegre blisk parça işleme teknolojisi
Gelişmiş motorların performans seviyesinin sürekli iyileştirilmesi nedeniyle, entegre bliskler ve entegre bliskler bir gelişme trendi haline geldi. Genel blisk bıçağı karmaşık bir yapıya, zayıf kanal açıklığına, ince bıçağa, büyük bükülme ve burulmaya, zayıf sertliğe ve kolay deformasyona sahiptir. Tasarım, giderek daha yüksek geometrik doğruluk ve kapsamlı kalite gerektirir. Garantiler giderek zorlaşıyor. Küçük bıçak boyutuna sahip kompresörün entegre blisk ve entegre yaprak halkası için, kanat profili genellikle parçanın deformasyonunu kontrol etmek için yüksek hızlı CNC frezeleme yöntemiyle işlenir ve artık gerilim dağılımını iyileştirmek için titreşimli ışık dekorasyon teknolojisi kullanılır. parçanın yüzeyinde. Yüzey taşlanmış ve aşındırıcı akışla cilalanmıştır, bıçak şekli yüksek boyutsal doğruluğa sahiptir, bıçak şekli hatası 0.1 mm'den azdır ve bıçak yüzey pürüzlülüğü Ra, 0.2μm seviyesine ulaşır, bu da parçaların yüzey kalitesini ve yüzey bütünlüğünü artırır. TiAl alaşımlı kanatların profilini işlemek için elektrokimyasal yöntemler kullanılmalıdır.
Ultra yüksek çevrim yorulma performansı üzerine araştırma
Aslında titanyum alaşımlı malzemeler için yüksek çevrimli yorulma sınırı yoktur. Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Motor Yapısal Bütünlük Programının (ENSIP) hem 1999 hem de 2004 baskıları, titanyum alaşımlı motor parçalarının yüksek çevrim yorulma ömrünün minimum 109 çevrime ulaşmasını gerektirmektedir. Uygulanan gerilim azaldıkça yorulma çatlağı başlangıç konumu yüzeyden iç tarafa doğru oluşma eğilimi gösterir. 600 derece yüksek sıcaklıktaki titanyum alaşımlı bliskler, titanyum matrisli kompozit bliskler ve TiAl alaşımlı kanatlar için kanatların yorulma performansı titreşim stresine karşı çok hassastır, dolayısıyla ultra yüksek çevrim yorulma davranışı ve performansı tam olarak araştırılmalıdır. Lazer şok güçlendirme ve düşük plastisiteli cilalama gibi uygun yüzey güçlendirme yöntemlerinin makul seçimi, bıçağın ultra yüksek çevrimli yorulma performansını artırabilir ve bıçak arızasından kaynaklanan iç hasarı ve yıkıcı arızayı önleyebilir.
