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            特種合金及其鍛件的重要性

            2017-05-08

             鋁合金、鎂合金、銅合金和鈦合金以及不銹鋼和高溫合金等特種合金及其鍛件主要用于制造現代武器裝備的關鍵和重要零件。特種合金及其鍛件除廣泛應用于航空和航天工業以及其他國防工業以外,隨著科學技術的進步和特種合金及其功能的開發,特種合金及其鍛件在化學工業、動力工業、機械制造工業和生物工程中的應用越來越多、作用也越來越大。

              各種武器裝備(尤其是航空、航天)的發動機渦輪盤、壓氣機盤和葉片等轉動件及飛機大梁、隔框、接頭和起落架等主承力件以及化學工業和動力設備的耐高溫及抗腐蝕零件都由特種合金鍛件制造。這些零件或鍛件的性能水平和質量在相當程度上決定了新研制武器裝備及其動力設備所能夠達到的最高性能水平和現役武器裝備的性能水平、出勤率和壽命。例如,新型航空發動機性能水平和研制周期在很大程度上取決于高合金化難變形高溫合金渦輪盤鍛件所能達到的性能水平和研制周期;再如,現代電力設備的功率和效率在相當大的程度上取決于鈦合金末級葉片鍛件所能達到的性能水平、出勤率和壽命。

              隨著工業的現代化,特種合金及其鍛件的應用范圍越來越廣,其材料和鍛件的產量都隨之與日俱增?,F在,特種合金鍛造技術及其發展已逐步成為鍛造工業的支柱和主要發展方向之一。為促進國民經濟和國防工業發展,提高和推廣特種合金鍛件生產技術已成為塑性加工工作者關注的重點之一。

            國防工業中的應用

              飛機等各種飛行器的主要零部件多由特種合金制成,其他武器裝備的關鍵和重要零部件也有許多由特種合金制成,其中絕大部分都是鍛件。

              鋁合金在第二代和第三代戰斗機中的用量分別為80%和60%~65%,民航客機和運輸機結構質量的80%為鋁合金,即使最先進的B-777飛機,鋁合金仍然占結構重量的70%。其中變形鋁合金及其鍛件主要用于制造飛機蒙皮、桁條、隔框、壁板、翼肋、翼梁、尾翼、支臂、起落架支撐零件以及發動機風扇葉片、葉輪和鉚釘等零部件。

              美國第四代戰斗機F22的鈦合金及其鍛件的用量已高達41%,主要應用于隔框、主翼梁、后梁、水平尾翼轉軸等部位,其中機身上用量最多,占后機身結構質量的55%;該機機身隔框Ti-6Al-4V鈦合金模鍛件的投影面積達到5.53m2,后機身發動機機艙框架Ti-6Al-4V鈦合金模鍛件的投影面積達到5.16m2,是迄今為止世界上最大的兩個模鍛件。

              高溫合金和鈦合金分別占先進航空發動機總質量的55%~65%和25%~40%,其中主要的、也是最重要的是鍛件。高溫合金主要用于航空和航天發動機的渦輪盤、壓氣機盤、葉片和機匣以及渦輪、燃燒室和加力燃燒室的火焰筒、機匣、軸、噴嘴、隔熱板、承力環及緊固件等熱端部件;現代航空發動機渦輪盤和壓氣機盤全部由高溫合金和鈦合金鍛件制成;每臺現代航空發動機大約有3000件葉片,其中大約90%由鈦合金和高溫合金精鍛件制成。


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