低壓渦輪TiAl葉片可大幅降低航空發(fā)動(dòng)機(jī)重量 我國產(chǎn)業(yè)化發(fā)展速度正在加快

　　航空發(fā)動(dòng)機(jī)低壓渦輪TiAl葉片，采用TiAl合金（鈦鋁合金）制造而成。常見的高溫合金是鎳基合金，TiAl合金密度是鎳基合金的一半，具有優(yōu)異的高溫抗氧化性與高溫抗蠕變性，替代鎳基合金用來制造低壓渦輪葉片，可以大幅降低發(fā)動(dòng)機(jī)重量。

 

　　航空發(fā)動(dòng)機(jī)是飛機(jī)的動(dòng)力來源，渦輪葉片是其關(guān)鍵裝置之一。推重比是航空發(fā)動(dòng)機(jī)的重要性能指標(biāo)，直接影響飛機(jī)飛行性能，提升推重比有兩條技術(shù)路線，一是提高發(fā)動(dòng)機(jī)推力，二是減輕發(fā)動(dòng)機(jī)重量。因此低壓渦輪葉片需要采用高強(qiáng)度、耐高溫、耐疲勞且質(zhì)量輕的材料進(jìn)行制造。

 

　　TiAl合金（鈦鋁合金）屬于高溫合金，具有質(zhì)量輕、比強(qiáng)度高、比模量高、耐高溫、耐腐蝕、抗高溫氧化性優(yōu)、抗高溫蠕變性好等優(yōu)點(diǎn)，利用粉末冶金工藝可以制造結(jié)構(gòu)復(fù)雜、尺寸精度高的工件，在低壓渦輪葉片領(lǐng)域應(yīng)用潛力大。根據(jù)新思界產(chǎn)業(yè)研究中心發(fā)布的《2025-2030年中國低壓渦輪TiAl葉片行業(yè)市場(chǎng)深度調(diào)研及發(fā)展前景預(yù)測(cè)報(bào)告》顯示，低壓渦輪TiAl葉片可以工作在600-850℃溫度范圍內(nèi)，能夠顯著降低航空發(fā)動(dòng)機(jī)重量，提高飛機(jī)飛行性能，并提高燃油效率、減少尾氣排放。

 

　　在海外，美國GE公司研制的GEnx發(fā)動(dòng)機(jī)，裝備于波音787、747-8等機(jī)型中，波音787的發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)采用了低壓渦輪TiAl葉片；法國美國合資公司CFM公司研制的LEAP發(fā)動(dòng)機(jī)，也采用了低壓渦輪TiAl葉片。我國商用大飛機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，C919訂單量不斷增加，C929開發(fā)步伐正在加快，低壓渦輪TiAl葉片自主研制需求迫切。

 

　　我國“十四五”國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“先進(jìn)結(jié)構(gòu)與復(fù)合材料”重點(diǎn)專項(xiàng)中提出，要研究高品質(zhì)TiAl合金粉末制備及增材制造關(guān)鍵技術(shù)；工信部關(guān)于發(fā)布國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“高性能制造技術(shù)與重大裝備”等16個(gè)重點(diǎn)專項(xiàng)2024年度項(xiàng)目申報(bào)指南的通知中提出，針對(duì)我國商用航空發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)輕質(zhì)高強(qiáng)、長(zhǎng)壽命TiAl葉片產(chǎn)業(yè)化和降低生產(chǎn)成本的迫切需求，開展新一代航空發(fā)動(dòng)機(jī)低壓渦輪TiAl葉片關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)與示范應(yīng)用。

 

　　新思界行業(yè)分析人士表示，現(xiàn)階段我國已有低壓渦輪TiAl葉片相關(guān)技術(shù)研究成果，其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展速度正在加快。中國科學(xué)院金屬研究所研制出γ-TiAl合金低壓渦輪葉片，已經(jīng)完成了模擬飛行循環(huán)考核試驗(yàn)。江蘇華鈦瑞翔科技有限公司是中國科學(xué)院金屬研究所科技成果轉(zhuǎn)化重要載體，實(shí)現(xiàn)了高效率、低成本生產(chǎn)低壓渦輪TiAl葉片，為我國商用大飛機(jī)輕量化發(fā)展提供解決方案。

 

關(guān)鍵字： 航空發(fā)動(dòng)機(jī) 低壓渦輪TiAl葉片 TiAl葉片