發信人: SAAF (武神 伐千秋)    看板: Aero
日期: Mon Mar 13 04:01:09 2000
標題: Re: 請問發動機葉片材料的特性
修改: Tue Mar 14 21:22:28 2000

==> wenyang (天蠍家族之天蠍萬歲) 的文章中提到:
>   
>   由於發動機葉片的位置不同所以所需要的材料特性也不盡相同
>  （如LP與HP葉片的材料就不同）
>   請問發動機在其各段的葉片（BLADE AND TURBINE）
>  
>   的材料特性為何？？？
>   主要的訴求點為何？？（如抗高溫低壓，低溫高壓....） 

手上沒資料可講很詳細(因為不在家)但可以略述一二,
基本上先不講鈦合金...因為鈦合金的鍛造很有難度,適用範圍很廣..
發動機上所用的材料針對葉片(轉子或定子)分為二大類,一種是抗高應
力,另一種是抗高溫,在風扇,壓縮機的地方,就會採用鎳合金,因為這些
地方的元件是要抵抗高轉速所帶來的應力(如離心力,撞擊力)..
在渦輪段的材質就會採用高溫性和耐蝕性良好的鈷系列合金...
以上是講傳統上材質的選用!鎳鈷系列合金熔點在攝氏1250到1400左右,
但因為高溫下強度會提前降低所以其接觸的實際火焰溫度大多維持在850
至900間...
而發動機葉片的耐溫性則又和鑄造工藝有關,如多晶,單向性多晶,或單晶
以及葉片中是否設計冷卻導氣孔讓葉片表面有一層薄薄的冷卻空氣...
這些對材質的耐溫性都有很大關係...
葉片強度也和上述性質有關,多晶,單向性結晶,單晶,以及葉片構型等,對
應力的影響頗巨,一般以為單晶的應力強度高,因為其應力可以很平均的
傳遞給每個原子,比較不會有應力集中點,但單晶鑄造很難(這個要問晶原廠的
人就最明白了),要在很高的真空度下作(光抽真空就超難了要10^-6 torr)
再利用thermal control的方式讓金屬原子很整齊的排列在晶格內使其成為單晶...

>   現階段的發動機（渦輪扇）葉片的材資為何？？？
>   THX....

   現階段的發動機渦輪段還是以鈷合金為主,或許漸漸會用鈦合金來作...
渦輪片是最難加工的引擎元件之一,因為其葉片須很精密加工,還需要在葉
片中鑄造中空冷卻道,為了讓冷卻空氣流暢(減少流體阻力,這個原理常應
用在汔車引擎刨平進氣道...),應用到放電熔化金屬的放電加工,用電化學的
電解加工,磨削加工,和高能鐳射使金屬氣化留下孔洞的鐳射加工,還有將
氧化鋁以真空蒸鍍於金屬表面以增加金屬抗蝕性的coating等...

   不過以後或許會有耐熱超過1600度的渦輪片出現,其原理就是將陶
瓷以3000度(也是一種真空蒸鍍,這個問晶原廠的人也很知道)coating在葉片
上來隔熱,如氧化鋯目前就有人在作!

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秋臨風起，葉飛此時，不是悲秋客，卻為落葉人。

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