Det finns ett universum gömt i varje turbinblad

Universums skönhet ligger i dess mystik och djup. Bara Vintergatan innehåller otaliga galaxer, stjärnor och damm, långt utanför räckvidden för mänsklig observation. Visste du att turbinbladen på flygplansmotorer också innehåller ett "universum" av material. I detta "universum" kombineras atomer och molekyler skickligt för att hjälpa motorn att uppfylla olika prestandakrav.

Turbinblad

Turbinblad är en av de mest kritiska delarna i en flygplansmotor. De är placerade i den del av motorn som har högst temperatur, mest komplex stress och tuffaste miljön. De är många, komplexa till formen, har höga dimensionskrav och är svåra att bearbeta, vilket direkt påverkar prestandan hos flygplansmotorn.

Avancerade flygplansmotorer kan arbeta vid temperaturer över 1700°C

Efter trycksättning är trycket så högt som mer än 50 atmosfärer

För att uppfylla kraven på motorprestanda, tillförlitlighet och livslängd måste turbinbladsmaterial ha utmärkt högtemperaturhållfasthet, bra oxidationsbeständighet, termisk korrosionsbeständighet, samt god utmattning och brottseghet och andra omfattande egenskaper.

Material forskning och utveckling

Utvecklingsprocess för bladmaterial

På 1930-talet utvecklade forskare högtemperaturlegeringar med utmärkt högtemperaturprestanda för att ersätta rostfritt stål, vilket gjorde att bladet kunde användas vid temperaturer upp till 800°C. Kort därefter främjade framväxten av vakuumsmältningsteknik utvecklingen av gjutna högtemperaturlegeringar, och polykristallina legeringar började gradvis bli huvudmaterialet för turbinblad.

På 1980-talet upptäckte forskare riktad stelningsteknik, som kan förbättra legeringshållfastheten och plasticiteten och förbättra legeringarnas termiska utmattningsprestanda genom att kontrollera kristalltillväxthastigheten och få kornen att växa preferentiellt. På grundval av detta började enkristall högtemperaturlegeringar utvecklas och blev det dominerande materialet för högpresterande turbinblad för flygplansmotorer.

Tillverkningsprocess

Det räcker inte att ha material med utmärkt prestanda. Turbinblad för flygplansmotorer kräver också exakt tillverkningsteknik - investeringsgjutprocess.

Förberedelse av kärna, vax och skal

Vid investeringsgjutning av ihåliga blad används ofta keramiska kärnor för att göra luftvägar: den keramiska kärnan placeras i ett bivaxblad, lindas med porslinslera och värms upp, och vaxet inuti släpps ut efter bränning för att bilda en gjuthåla; vaxformen beläggs med eldfast beläggning och sintras vid hög temperatur, och ett hårt formskal bildas efter att vaxformen smälts. Den smälta metallen hälls i det inre hålrummet i formskalet för att erhålla en gjutning.

Riktad stelning

Under strikt temperaturkontroll tävlar flera korn om att växa, vilket gör att det dominerande kornet kan komma in i håligheten. När gränsytan mellan fast och vätska avancerar, fortsätter kornet att växa och erhåller således ett enda kristallblad.

Test

Efter att turbinbladen är tillverkade används en speciell kemisk process för att lösa upp den keramiska kärnan, och sedan stansas kylhål och en termisk barriärbeläggning appliceras för att ge isolering och kylning. Efter röntgeninspektion är bladen färdiga.

Kylningsstruktur

För motorer kan en ökning av temperaturen på gasen vid turbininloppet öka dragkraften, och därigenom förbättra motoreffektiviteten och förhållandet mellan dragkraft och vikt. I nuvarande flygplansmotorer överstiger gastemperaturen vid turbininloppet den gränstemperatur som det högtemperaturbeständiga bladmaterialet tål, så en effektiv kylningsmetod måste användas för att minska turbinbladets väggtemperatur.

De kyltekniker som används i turbinblad inkluderar främst konvektionskylning, impingementkylning, filmkylning och laminatkylning.

FRAMTIDA

Med utvecklingen av vetenskap och teknik kommer additiv tillverkningsteknik, laserformning och andra tekniker att användas vid tillverkning av turbinblad. Framtidens turbinblad kommer att ha bättre prestanda och bättre ge kraft för flygplan att sväva upp i himlen.

Kontakta oss

Tack för ditt intresse för vårt företag! Som ett professionellt tillverkningsföretag för gasturbindelar kommer vi att fortsätta att vara engagerade i teknisk innovation och förbättring av servicen, för att tillhandahålla fler högkvalitativa lösningar för kunder runt om i världen. Om du har några frågor, förslag eller samarbetsavsikter är vi mer än gärna hjälpa dig. Vänligen kontakta oss på följande sätt:

WhatsAPP: +86 135 4409 5201

E-post:[email protected]