航空宇宙産業の偉大な成果は、航空宇宙材料技術の開発と進歩と切り離すことができません。戦闘機は高高度、高速、高操縦性を実現するため、航空機の構造材料には剛性要件だけでなく十分な強度も確保する必要があります。エンジン材料は高温耐性の要求を満たす必要があり、高温合金、セラミックベースの複合材料が中心材料です。
従来の鋼は300℃を超えると軟化してしまうため、高温環境には適していません。より高いエネルギー変換効率を追求するため、熱機関動力の分野では、より高い動作温度が求められています。 600℃以上の温度でも安定して動作する高温合金が開発され、その技術は進化し続けています。
高温合金は航空宇宙エンジンの主要材料であり、合金の主要元素によって鉄ベースの高温合金とニッケルベースの高温合金に分類されます。高温合金は航空エンジンの初期から使用されており、航空宇宙エンジンの製造において重要な材料です。エンジンの性能レベルは、高温合金材料の性能レベルに大きく依存します。最新の航空エンジンでは、高温合金材料の量がエンジンの総重量の 40 ~ 60 パーセントを占めており、主に 4 つの主要なホットエンドコンポーネント (燃焼室、ガイド、タービンブレード、およびエンジン) に使用されています。タービンディスクのほか、マガジン、リング、装薬燃焼室、テールノズルなどの部品にも使用されます。
(図の赤い部分は耐熱合金を示します)
ニッケル基高温合金 一般に、一定の応力条件下で600℃以上で動作し、良好な高温酸化性と耐食性を備えているだけでなく、高い高温強度、クリープ強度、耐久強度、および良好な耐疲労性を備えています。主に高温条件下での航空宇宙分野、航空機エンジンブレード、タービンディスク、燃焼室などの構造部品に使用されます。ニッケル基高温合金は、製造プロセスに応じて、変形高温合金、鋳造高温合金、および新規高温合金に分類できます。
耐熱合金の加工温度がますます高くなり、合金中の強化元素がますます多くなり、組成が複雑になり、一部の合金は鋳造状態でのみ使用でき、熱間加工で変形できなくなります。さらに、合金元素の増加により、ニッケル基合金が凝固し、成分の偏析が著しくなり、組織や特性が不均一になります。粉末冶金プロセスを使用して高温合金を製造すると、上記の問題を解決できます。粉末粒子が小さいため、粉末の冷却速度が速く、偏析がなくなり、熱間加工性が向上します。元の鋳造合金は高温合金の熱間加工可能変形となり、降伏強度と疲労特性が向上し、より高品質の粉末高温合金の製造に使用されます。 -高強度合金は新しい方法を生み出しました。
投稿時刻: 2024 年 1 月 19 日