天天看點

鎢比铼更耐高溫,為何發動機葉片卻偏愛铼?

作者:90社

最近一段時間,關于C919大飛機以及國産航發的讨論一直很高。特别是關于渦扇發動機以及CJ2000發動機的一些詳細資料公開之後,更是讓不少愛好者都十分的興奮。毫無疑問,我們在航發方面的發展是越來越快了。

鎢比铼更耐高溫,為何發動機葉片卻偏愛铼?

對于航空發動機來說,葉片是其中的核心之一,由于葉片需要面臨高溫、高壓、強離心力的惡劣環境之下工作,就意味着葉片需要更加穩定的性質。最重要的是,葉片在工作的時候不僅不能發生斷裂,同時也不能有任何的錯位。是以,葉片一般來說是需要有出色的耐熱、抗腐蝕、抗嚅動等特性。

發動機在工作的時候會産生極高的溫度,可以說許多常見的金屬都很難在這種溫度之下保持不發生變形。以F119發動機為例,這款發動機渦流前沿的溫度達到了1703攝氏度,想要在這種高溫情況之下保持工作,就需要葉片采用特殊的金屬材料。

鎢比铼更耐高溫,為何發動機葉片卻偏愛铼?

鎢的熔點為3422攝氏度,完全可以滿足這種溫度,可是基本上卻很少有用鎢合金作為發動機葉片材料。事實上,鎢雖然熔點很高,但是在高溫情況之下很容易會和氧氣發生一系列的反應,導緻金屬性質的改變,并且還容易生鏽、産生各種氣體。

也正是因為這個緣故,在發動機葉片上,鎢雖然也有被使用,但是用途并沒有那麼廣,反而是熔點更低一點的铼作為更常用的發動機葉片材料。

鎢比铼更耐高溫,為何發動機葉片卻偏愛铼?

事實上,铼本身也是一種耐高溫的材料,其熔點和鎢之間也沒有太大的差距,達到了3186攝氏度,這其實也遠超過發動機在工作時候的溫度。最關鍵的是,铼這種材料在其他方面也有很出色的表現,例如能夠抵抗1172Mpa的拉升,并且很少會發生熱脹冷縮等情況。要知道,發動機在運作的時候溫度高達上千度,可是停止工作的時候溫度又會逐漸冷卻,直到恢複室溫。

這也就意味着發動機的溫度會有一個較大程度的差距,在這種情況之下一般的材料很容易會發生各種情況的變形。

畢竟很多材料都會發生熱脹冷縮的情況,但是膨脹和縮小之後形狀并不會完全的恢複。最重要的是,發動機的使用壽命還是比較長的,葉片如果經常需要更換那麼很容易影響到發動機的壽命。

鎢比铼更耐高溫,為何發動機葉片卻偏愛铼?

也正是因為這個緣故,對于發動機葉片來說,耐高溫雖然很重要,但是其他一些耐變形的性質也十分的重要。發動機葉片如果在使用的時候變形,那麼甚至有可能會導緻摩擦接收器進而導緻起火進而導緻爆炸。

發動機作為航空航天領域的核心,其制造門檻非常之高,這不僅是因為各種技術難度很高,并且也是由于需要大量材料方面的技術作為支撐。一些好的材料甚至可以讓發動機更加耐用,或者是具有更加出色的使用性能。

也正是因為這個緣故,是以目前在全球範圍之内能夠自主研發生産航發的國家并不多,甚至可以說很多國家連铼合金都無法生産制造。

認同的請點贊,歡迎轉發,留言和分享。

繼續閱讀