如题所述
航空发动机代表了一个国家航空工业的水平,受制于航空发动机的研发水平,世界上能独立生产航空发动机的国家屈指可数,而航空发动机的涡轮叶片更是“皇冠上的明珠”,涡轮叶片的性能水平,是发动机先进程度的重要标志。
涡轮发动机叶片要承受较大的工作应力和非常高的工作温度,而且这种应力和温度的变化是非常频繁地发生,此外还有腐蚀和磨损等问题,因此在材料的选择上,就非常苛刻;而现代发动机叶片的材料,为了兼顾各种性能要求,并不是用某种单一的金属材料来生产,而是由很多种材料来合成。
国外自上世纪70年代以来,开始研制定向凝固高温合金、单晶高温合金等涡轮叶片材料,也让航空发动机具有了优异的性能;国内的航空发动机水平,经过这些年的奋起直追后,到目前为止已经发展到比较成熟的水平,与世界先进水平的距离越来越近。
国产第三代DD409单晶耐高温合金,其中就含有镍,钼,钛,铼,钨,铬等元素,其实这些元素在世界各国的发动机叶片中都有,只是含量比例各自不同而已。
钨的熔点是3422℃,理论上是最适合生产发动机叶片的材料,但是钨在高温下容易与氧气发生反应,除此之外,钨在高温下也会升华为气态,所以单一的钨金属,并不是生产发动机叶片的理想材料。
而铼的熔点是3186℃,也非常适合在高温下工作,它的抗拉伸强度高达1172Mpa,在高温和急冷急热状态下转换非常稳定,不会出现变形,所以铼是非常好的航空发动机叶片材料,可以提升单晶合金叶片的抗蠕变,耐高温,抗氧化性能。
但航空发动机还要考虑其它方面的要求,所以铼在发动机叶片中的含量也不会超过6%,而且钨也是航空发动机叶片的材料之一,只是含量不如铼高而已。