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高温合金在航空发动机燃烧室中的创新应用

作者:PA视讯金属材料有限公司N10276 合金板 发布时间:2025-11-13 18:15:21

信息摘要:

航空发动机燃烧室需要材料承受1600℃高温燃气冲刷。GH2747合金通过控制晶界特征分布,实现高温强度与抗氧化性的最佳匹配。

航空发动机燃烧室是热端温度最高的部件,其材料需要在1600℃高温燃气环境中长期工作,对材料的高温强度、抗氧化性能和抗热腐蚀能力提出了极致要求。GH2747铁镍基高温合金凭借其优异的高温性能和相对较低的成本,在燃烧室部件中展现出重要应用价值。

高温合金在航空发动机燃烧室中的创新应用

GH2747合金圆棒采用特殊的热机械处理工艺:首先在1150℃进行热变形加工,累计变形量达到60%,随后在1080℃保温2小时完成固溶处理,最后在800℃进行16小时时效处理。这一工艺使材料获得双尺寸晶粒结构,表层为细晶区(晶粒度ASTM 8-9级),芯部为粗晶区(晶粒度ASTM 4-5级),同时在晶界处形成连续的M₂₃C₆碳化物链。

高温合金在航空发动机燃烧室中的创新应用

在燃烧室实际工况模拟试验中,材料在1100℃下的抗氧化性能表现优异。经过100小时高温暴露,氧化增重仅为0.8mg/cm²,氧化膜主要由Cr₂O₃和Al₂O₃组成,膜层致密且与基体结合牢固。在1100℃/100MPa应力条件下的持久寿命超过200小时,显著优于同类合金。通过透射电镜观察发现,材料中γ'强化相尺寸均匀分布在50-80nm范围,体积分数达到45%,这是其具有优异高温强度的主要原因。

我们建立了完善的燃烧室材料评价体系,包括高温氧化试验、热腐蚀试验和燃烧振动试验。采用X射线衍射分析氧化膜相组成,通过电子探针测量元素 interdiffusion行为。每批次材料都经过高温持久强度和蠕变性能测试,为燃烧室设计提供可靠的材料数据支持。