王詩洋,劉士偉,侯星宇,孫元,曹楠,石萬鵬
(1.中國科學院金屬研究所,沈陽,110016;2.空裝駐遼陽地區軍事代表室,沈陽,110000;3.遼寧中科博研科技有限公司,沈陽,110000;4.佛山匯真科技有限公司,佛山,528000)
機匣是航空發動機的重要零件之一,是整個發動機的基座,其外形結構復雜[1].不同的發動機、發動機不同部位,機匣的形狀各不相同.在早期的發動機中,主要選用耐熱鋼來制備燃燒室機匣和渦輪機匣,隨后采用鍛造高溫合金來制備高溫部件機匣[2].然而,隨著航空發動機的推重比增加,對機匣材料的要求不斷提高,現開始采用鑄造的方法來制造渦輪承力機匣,主要選用的合金牌號有K4169和K432A 等.整體鑄造機匣最為突出的問題是鑄造后出現縮孔、疏松等缺陷,需要采用焊接的方法進行鑄造缺陷的修復,K4169 合金具有優良的可焊性[3],無焊接裂紋或補焊后變脆等問題,故成為鑄造機匣的首選材料.
隨著航空發動機的不斷升級,先進的航空發動機要求具有更高的承溫和承力.在結構設計上,渦輪承力機匣的壁厚更薄,且為空心結構,鑄造時補縮十分困難,且與之相配零件多,相關配合尺寸既多又嚴,對鑄件幾何形狀和尺寸精度要求很高;作為一個主要承力件,對鑄件冶金質量要求很高.因此,傳統的機匣材料已經不能滿足新一代高推重比發動機的使用要求,現在迫切地需要選用高承溫能力、低密度的合金材料用于新一代航空發動機機匣.
K4951 合金是中國科學院金屬……