航空分野における高温合金の応用
1. 4つのホットエンドコンポーネント
高温合金は主に、航空エンジンの 4 つの高温側部品に使用されます。
燃焼室：燃焼室は機械的エネルギーの発生源です。燃焼室の壁と燃焼室は、800 度以上の温度に耐える必要があるため、主に高温合金材料で作られています。材料には、優れた耐疲労性、強力な耐酸化性、優れた切削性能が必要です。
- タービンブレード：タービンブレードは航空エンジンの最も重要な部品です。タービンブレードは高温に耐える必要があり、大きな遠心応力、振動応力、熱応力などに耐える必要があります。タービンブレードの製造に使用される主な材料は鋳造高温合金です。現在、単結晶高温合金が製造に広く使用されています。この合金は、引張、耐久性、クリープ疲労、耐酸化性、耐高温腐食性などの特性を備えています。
- ガイドベーン：ガイドベーンは、燃焼室から出るガスの流れ方向を調整するために使用する部品です。航空エンジンで最も熱衝撃を受ける部品の 1 つです。材料は、高温酸化耐性、熱疲労および機械疲労に対する耐性が良好、熱伝導率が高く、熱膨張係数が低いという特徴があります。
- タービンディスク: タービンディスクが作動しているとき、リムの温度は 550-750 度に達しますが、ホイールの中心温度は約 300 度に過ぎず、部品全体に大きな温度差が生じます。回転時には大きな遠心力を受け、始動時と駐車時には大きな応力を受けます。疲労サイクル。材料は高強度でなければなりません。優れた可塑性と優れた耐熱疲労性。
2.航空用ファスナー
航空機エンジンの主な締結部品には、各種ボルト、キー付きねじ山、セルフロックナット、ねじスリーブ、ピン、パイプ継手、コネクタなどがあります。
- 高温・高強度ボルト・ネジ
GH4169などの材料で作られたボルトとネジは、現在、航空エンジンで最も広く使用されている高温高強度ファスナーです。熱処理後、このような部品の引張強度はσb 1250Mpa以上に達し、このタイプの高強度ファスナーのネジは温間圧延によって処理されます。テクノロジーは研究開発の方向です。
- ボルトを締める
エンジンタービンボルトと高精度細軸締め付けボルトは、航空エンジンの重要な荷重支持部品です。このタイプのファスナーは、一般的に鍛造ブランクから加工され、材料は主に高温合金とチタン合金です。高温、高強度、高精度の性能要件に加えて、このような部品には、細軸部品の構造形状と要件もあります。このタイプの部品の加工の難しさは、主に高強度ねじ転造と細軸の加工変形制御にあります。
- キー付きロックスクリューパイルとスクリュースリーブ
キーロックねじ山とねじスリーブは、近年新たに開発された航空ファスナー接続技術です。この接続技術は主に、従来の干渉ねじとロックディスクの組み合わせ接続方法から変換されたものです。ピンキーロック方式であり、アセンブリロック構造をよりコンパクトにし、より合理的にし、緩み防止の信頼性を高めます。
- 高温合金セルフロックナット
セルフロックナット。過去には、このタイプのファスナーの形状は比較的単純で、主に合金鋼とステンレス鋼で作られていました。航空エンジン技術の継続的な進歩に伴い、エンジンファスナーのセルフロックナットのほとんどは現在、高温合金材料で作られています。ロックの変形形式には、2点、3点、4点、直線溝、傾斜溝などの閉鎖形式があります。実装されている規格には、HB、GJB、および各開発モデルの特別な技術規格が含まれます。
特殊セルフロックナット
国内外の先進的な航空宇宙エンジン技術が徐々に向上するにつれて、高速回転スピンドルに部品を固定するために、より信頼性が高く、よりシンプルで軽量なスピンドルローターファスナーが必要になっています。高速回転スピンドル上のこの特殊なセルフロックナットの直径と厚さの比率は、一般的に4：1、6：1、10：1です。このタイプの特殊なセルフロックナットのセルフロック変形ゾーンは短く、成形プロセスは難しく、材料に影響を与えます。熱処理制御、冶金品質、セルフロック安定性に対する要件は非常に高いです。
A286 (GH2132)、GH2696、GH3030、インコネル718 (GH4169)、GH4698、ワスパロイ (GH738) などの高温合金は、航空宇宙用ファスナーによく使用される材料です。
3.その他のコンポーネント
レシーバー、リング、アフターバーナー、テールノズルなどのコンポーネントに使用されます。
