航空航天材料中的重要成员—高温合金材料情况
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(1)航空航天材料的特点
航空航天材料是航空航天产品发展的重要物质基础。从1903年美国莱特兄弟制造出第一架装有活塞式航空发动机的飞机开始,材料就成为决定飞机性能的关键因素。航空航天的每一个重大进步,都离不开新型材料的应用。
伴随着航空航天技术和工业的发展,航空航天材料已经发展成为一个庞大的家族。按材料的使用对象不同可分为飞机材料、航空发动机材料、火箭和导弹材料和航天器材料等;按材料的化学成分不同可分为金属与合金材料、有机非金属材料、无机非金属材料和复合材料。
航空航天材料制造的许多零件往往需要在超高温、超低温、高真空、高应力、强腐蚀等极端条件下工作,有的则受到重量和容纳空间的限制,需要以最小的体积和质量发挥在通常情况下等效的功能,有的需要在大气层中或外层空间长期运行,不可能停机检查或更换零件,因而要有极高的可靠性和质量保证。
(2)高温合金是航空航天材料的重要成员
高温合金材料属于航空航天材料中的重要成员,是制造航空航天发动机的重要材料。发动机的性能水平在很大程度上取决于高温合金材料的性能水平。高温合金是制造航空航天发动机热端部件的关键材料,在先进的航空发动机中,高温合金用量占发动机总重量的40%-60%以上。
高温合金一般以铁、镍、钴为基,能在大约600℃以上的高温下抗氧化或腐蚀,并能在一定应力作用下长期工作的一类合金。这类合金的合金化程度很高,可使用温度和熔点差距小,在英、美等国被称为超合金。高温合金在高温下有很高的持久、蠕变和疲劳强度。
高温合金领域经过半个多世纪的发展,已经从传统意义上的铁、镍、钴基等高温合金,融合粉末冶金等新型工艺,拓展到粉末高温合金、ODS、金属间化合物等新型的高温金属材料,以满足新型航空航天器在速度、性能、成本等方面的要求,从而可以制造更先进的飞行器。
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