特種合金及其鍛件的重要性

2017-05-08

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　鋁合金、鎂合金、銅合金和鈦合金以及不銹鋼和高溫合金等特種合金及其鍛件主要用于制造現(xiàn)代武器裝備的關(guān)鍵和重要零件。特種合金及其鍛件除廣泛應(yīng)用于航空和航天工業(yè)以及其他國(guó)防工業(yè)以外，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和特種合金及其功能的開發(fā)，特種合金及其鍛件在化學(xué)工業(yè)、動(dòng)力工業(yè)、機(jī)械制造工業(yè)和生物工程中的應(yīng)用越來越多、作用也越來越大。

　　各種武器裝備（尤其是航空、航天）的發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪盤、壓氣機(jī)盤和葉片等轉(zhuǎn)動(dòng)件及飛機(jī)大梁、隔框、接頭和起落架等主承力件以及化學(xué)工業(yè)和動(dòng)力設(shè)備的耐高溫及抗腐蝕零件都由特種合金鍛件制造。這些零件或鍛件的性能水平和質(zhì)量在相當(dāng)程度上決定了新研制武器裝備及其動(dòng)力設(shè)備所能夠達(dá)到的最高性能水平和現(xiàn)役武器裝備的性能水平、出勤率和壽命。例如，新型航空發(fā)動(dòng)機(jī)性能水平和研制周期在很大程度上取決于高合金化難變形高溫合金渦輪盤鍛件所能達(dá)到的性能水平和研制周期；再如，現(xiàn)代電力設(shè)備的功率和效率在相當(dāng)大的程度上取決于鈦合金末級(jí)葉片鍛件所能達(dá)到的性能水平、出勤率和壽命。

　　隨著工業(yè)的現(xiàn)代化，特種合金及其鍛件的應(yīng)用范圍越來越廣，其材料和鍛件的產(chǎn)量都隨之與日俱增?，F(xiàn)在，特種合金鍛造技術(shù)及其發(fā)展已逐步成為鍛造工業(yè)的支柱和主要發(fā)展方向之一。為促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防工業(yè)發(fā)展，提高和推廣特種合金鍛件生產(chǎn)技術(shù)已成為塑性加工工作者關(guān)注的重點(diǎn)之一。

國(guó)防工業(yè)中的應(yīng)用

　　飛機(jī)等各種飛行器的主要零部件多由特種合金制成，其他武器裝備的關(guān)鍵和重要零部件也有許多由特種合金制成，其中絕大部分都是鍛件。

　　鋁合金在第二代和第三代戰(zhàn)斗機(jī)中的用量分別為80%和60%～65%，民航客機(jī)和運(yùn)輸機(jī)結(jié)構(gòu)質(zhì)量的80%為鋁合金，即使*********的B-777飛機(jī)，鋁合金仍然占結(jié)構(gòu)重量的70%。其中變形鋁合金及其鍛件主要用于制造飛機(jī)蒙皮、桁條、隔框、壁板、翼肋、翼梁、尾翼、支臂、起落架支撐零件以及發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇葉片、葉輪和鉚釘?shù)攘悴考?/p>

　　美國(guó)第四代戰(zhàn)斗機(jī)F22的鈦合金及其鍛件的用量已高達(dá)41%，主要應(yīng)用于隔框、主翼梁、后梁、水平尾翼轉(zhuǎn)軸等部位，其中機(jī)身上用量最多，占后機(jī)身結(jié)構(gòu)質(zhì)量的55%；該機(jī)機(jī)身隔框Ti-6Al-4V鈦合金模鍛件的投影面積達(dá)到5.53m2，后機(jī)身發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)艙框架Ti-6Al-4V鈦合金模鍛件的投影面積達(dá)到5.16m2，是迄今為止世界上******的兩個(gè)模鍛件。

　　高溫合金和鈦合金分別占先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)總質(zhì)量的55%～65%和25%～40%，其中主要的、也是最重要的是鍛件。高溫合金主要用于航空和航天發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪盤、壓氣機(jī)盤、葉片和機(jī)匣以及渦輪、燃燒室和加力燃燒室的火焰筒、機(jī)匣、軸、噴嘴、隔熱板、承力環(huán)及緊固件等熱端部件；現(xiàn)代航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪盤和壓氣機(jī)盤全部由高溫合金和鈦合金鍛件制成；每臺(tái)現(xiàn)代航空發(fā)動(dòng)機(jī)大約有3000件葉片，其中大約90%由鈦合金和高溫合金精鍛件制成。