تطبيق السبائك ذات درجة الحرارة العالية في مجال الطيران
1. أربعة مكونات نهاية ساخنة
تُستخدم السبائك ذات درجة الحرارة العالية بشكل أساسي في المكونات الأربعة الساخنة لمحركات الطائرات:
غرفة الاحتراق: غرفة الاحتراق هي مصدر توليد الطاقة الميكانيكية. جدران غرفة الاحتراق وغرفة الاحتراق مصنوعة بشكل أساسي من مواد سبائكية تتحمل درجات حرارة عالية لأنها تحتاج إلى تحمل درجات حرارة أعلى من 800 درجة. يجب أن تتمتع المادة بمقاومة جيدة للتعب، ومقاومة قوية للأكسدة، وأداء قطع جيد.
- شفرات التوربينات: تعتبر شفرات التوربينات من أهم مكونات محركات الطائرات. يجب أن تتحمل شفرات التوربينات درجات الحرارة العالية ويجب أن تتحمل ضغوط الطرد المركزي الكبيرة، وإجهاد الاهتزاز، والإجهاد الحراري، وما إلى ذلك. المادة الرئيسية المستخدمة في تصنيع شفرات التوربينات هي سبائك مصبوبة بدرجة حرارة عالية. حاليًا، تُستخدم السبائك ذات درجة الحرارة العالية ذات الكريستال الواحد على نطاق واسع في التصنيع. تتميز هذه السبيكة بالشد والمتانة والتعب الزاحف ومقاومة الأكسدة وخصائص مقاومة التآكل الساخن.
- ريشة التوجيه: ريشة التوجيه هي مكون يستخدم لضبط اتجاه تدفق الغاز الخارج من غرفة الاحتراق. وهو أحد الأجزاء التي تعاني من أكبر صدمة حرارية في محرك الطائرة. تتميز المادة بمقاومة الأكسدة في درجات الحرارة العالية، ومقاومة جيدة للتعب الحراري والتعب الميكانيكي، والموصلية الحرارية العالية ومعامل التمدد الحراري المنخفض.
- قرص التوربين: عندما يعمل قرص التوربين، تصل درجة حرارة الحافة إلى 550-750 درجة، في حين تبلغ درجة حرارة مركز العجلة حوالي 300 درجة فقط، مما يتسبب في اختلاف كبير في درجة الحرارة عبر المكون بأكمله؛ إنها تتحمل قوة طرد مركزية كبيرة عند الدوران؛ فهو يتحمل ضغوطًا كبيرة أثناء بدء التشغيل ومواقف السيارات. دورة التعب. يجب أن تكون المادة ذات قوة عالية. اللدونة الجيدة ومقاومة جيدة للتعب الحراري.
2. مثبتات الطيران
تشتمل منتجات التثبيت الرئيسية في محركات الطائرات على أنواع مختلفة من البراغي، وأكوام البراغي ذات المفاتيح، وصواميل القفل الذاتي، والأكمام الملولبة، والدبابيس، وتجهيزات الأنابيب والموصلات، وما إلى ذلك.
- ارتفاع درجة الحرارة والمسامير والمسامير عالية القوة
تعتبر البراغي والمسامير المصنوعة من مواد مثل GH4169 حاليًا أكثر أدوات التثبيت ذات درجة الحرارة العالية والقوة العالية استخدامًا على نطاق واسع في المحركات الهوائية. بعد المعالجة الحرارية، تصل قوة الشد لهذه الأجزاء إلى σb أكبر من أو تساوي 1250Mpa، وتتم معالجة خيوط هذا النوع من المثبتات عالية القوة عن طريق الدرفلة الدافئة. التكنولوجيا هي اتجاه البحث والتطوير.
- تشديد البراغي
تُعد براغي توربينات المحرك ومسامير الربط الرفيعة عالية الدقة من الأجزاء الرئيسية الحاملة لمحركات الطائرات. تتم معالجة هذا النوع من السحابات بشكل عام من خلال تزوير الفراغات، وتكون المواد بشكل أساسي من سبائك عالية الحرارة وسبائك التيتانيوم. بالإضافة إلى متطلبات الأداء ذات درجة الحرارة العالية والقوة العالية والدقة العالية، فإن هذه الأجزاء لها أيضًا أشكال هيكلية ومتطلبات لأجزاء العمود النحيف. تكمن صعوبات المعالجة لهذا النوع من الأجزاء بشكل أساسي في لف الخيط عالي القوة والتحكم في تشوه المعالجة للأعمدة النحيلة.
- أكوام لولبية القفل وأكمام لولبية
تعتبر أكوام برغي القفل والأكمام الملولبة بمثابة تقنية اتصال مثبتة للطيران تم تطويرها حديثًا في السنوات الأخيرة. يتم تحويل تقنية الاتصال هذه بشكل أساسي من طريقة الاتصال التقليدية المدمجة لخيوط التداخل وأقراص القفل. إنها طريقة قفل بمفتاح دبوس، مما يجعل هيكل قفل التجميع أكثر إحكاما وأكثر معقولية وأكثر موثوقية في منع الارتخاء.
- صامولة ذاتية القفل مصنوعة من سبيكة تتحمل درجات الحرارة العالية
المكسرات ذاتية القفل. في الماضي، كان شكل هذا النوع من أدوات التثبيت بسيطًا نسبيًا، وكان مصنوعًا بشكل أساسي من سبائك الفولاذ والفولاذ المقاوم للصدأ. مع التقدم المستمر لتكنولوجيا المحركات الهوائية، أصبحت معظم صواميل مثبتات المحرك ذاتية القفل مصنوعة الآن من مواد سبائكية تتحمل درجات الحرارة العالية. تشتمل أشكال تشوه القفل على أخدود مستقيم ذو نقطتين وثلاث نقاط وأربع نقاط وأخدود مائل وأشكال إغلاق أخرى. وتشمل المعايير المطبقة HB وGJB والمعايير الفنية الخاصة لكل نموذج تم تطويره.
صامولة خاصة ذاتية القفل
مع التحسن التدريجي لتكنولوجيا محركات الطيران الفضائية المتقدمة المحلية والأجنبية، هناك حاجة إلى مثبتات دوارة مغزلية أكثر موثوقية وأبسط وأخف وزنًا لربط الأجزاء على مغازل دوارة عالية السرعة. نسب القطر والسمك لهذا الجوز الخاص ذاتي القفل على عمود دوران عالي السرعة هي بشكل عام 4:1، 6:1، و10:1. منطقة تشوه القفل الذاتي لهذا النوع من صمولة القفل الذاتي الخاصة قصيرة، وعملية التشكيل صعبة، مما يؤثر على المادة. متطلبات التحكم في المعالجة الحرارية والجودة المعدنية واستقرار القفل الذاتي مرتفعة للغاية.
السبائك ذات درجة الحرارة العالية مثل A286 (GH2132)، GH2696، GH3030، inconel718 (GH4169)، GH4698، Waspaloy (GH738) كلها مواد شائعة الاستخدام في مثبتات الفضاء الجوي.
3. مكونات أخرى
تستخدم لمكونات مثل أجهزة الاستقبال والحلقات والحارق اللاحق وفوهات الذيل.
