항공 단조품용 티타늄 합금 원료는 일반적으로 로드(Rod)로 사용되며, 대형 로드는 휠 디스크, 매거진, 일체형 블레이드 디스크, 팬 블레이드 등 대형 단조품이 일반적으로 사용되며, 소형 가압 가스 블레이드에는 소형 로드가 사용됩니다. 그리고 터빈 블레이드 단조. 고급 엔진은 전체 블레이드 디스크, 전체 리프 링 구조 형태, 해당 단조 및 바 크기 증가를 사용하는 경향이 있으므로 단조 품질을 보장하려면 대형 바 조직 균일성의 제어가 필수적이며 올바른 단조를 선택해야 합니다. 장비, 단조 공정 설계 최적화. TB12 및 TiAl 합금 잉곳의 경우 주조 금속 단조 변형 저항으로 인해 가공 가소성이 낮고 변형 온도에 민감하며 단조 균열이 발생하기 쉽고 대형 막대를 준비하려면 고온 압출 빌렛 공정에 잉곳을 사용해야 합니다. , 변형 균일성을 향상시키고 충분한 변형이 있는지 확인하는 것뿐만 아니라 막대의 생산 효율성과 배치의 안정성도 향상시킵니다.
티타늄 합금의 미세구조와 결정학적 구조는 α상의 이방성으로 인해 기계적 성질에 영향을 미치는 주요 요인입니다. 미세 구조의 형태와 단조품의 미세 구조 및 질감의 균일성을 제어하면 평균 수준의 성능이 향상될 뿐만 아니라 부품의 크리프-피로 상호 작용 성능, 즉 내하중 피로 성능이 향상되고 분산이 감소합니다. 배치별로 부품의 성능 데이터를 수집합니다. 이러한 새로운 고온 티타늄 합금, 특히 TiAl 합금의 경우 정렬된 구조의 도입으로 직조 문제가 더욱 복잡하고 중요해지며 높고 낮은 원주 피로 성능과 하중 유지 피로 성능에 대한 영향도 더욱 복잡해집니다. 바 및 단조품을 준비하는 동안 조직과 구조를 엄격하게 통제해야 합니다.
고급 엔진의 성능 수준이 지속적으로 향상됨에 따라 전체 리프 디스크, 전체 리프 링이 개발 추세가 되었습니다. 일체형 디스크 블레이드 구조는 복잡하고, 채널 개방성이 낮고, 블레이드가 얇으며, 굽힘 및 비틀림, 강성이 낮고, 변형이 용이하며, 기하학적 정확도 수준의 설계, 포괄적인 품질 요구 사항 수준이 점점 높아지고 있으며, 기계 가공 및 표면 무결성이 보장됩니다. 점점 더 어려워집니다[30] . 압축기 전체 리프 디스크 및 전체 리프 링의 블레이드 크기가 작은 경우 리프 유형은 일반적으로 고속 CNC 밀링 방법, 제어 부품 가공 변형, 진동 마무리 응력 완화 기술을 사용하여 부품 표면 잔류 응력을 개선합니다. 분포, 블레이드 표면 연삭 및 연마 흐름 연마의 일부, 잎 크기 정밀도, 잎 오류는 0.1mm 미만, 블레이드 표면 거칠기 Ra는 0.2μm 수준으로 표면을 개선합니다. 부속. 블레이드의 표면 거칠기 Ra는 0.2μm 수준에 도달하여 부품의 표면 품질과 표면 무결성을 향상시킵니다. TiAl 합금 블레이드의 프로파일을 처리하려면 전기화학적 방법을 사용해야 합니다.
위의 네 가지 유형의 재료는 아직 엔지니어링 연구 및 시험 단계에 있으며 축적된 성능 데이터가 충분하지 않아 재료 및 부품의 설계 선택 및 강도 계산에 영향을 미칩니다. 일반 티타늄 합금과 비교하여 이 네 가지 유형의 고온 티타늄 합금은 소성, 파괴 인성, 충격 인성이 낮고 노치 감도가 크며 국부 소성 변형을 통한 응력 균열 팁 및 감소 능력이 좋지 않습니다. 특히 TiAl 합금은 실온 인장 가소성과 피로 균열 확장 저항이 상당히 낮지만 700도에 가까워지면 크게 향상되고 초기 크리프 변형률이 커집니다. 이러한 재료의 특성에 따라 과학적이고 합리적인 기술 사양의 설계 및 개발은 동시에 열 강도를 발휘하고 충분한 가소성을 보장해야 하며 부품의 파괴 특성에 충분한 주의를 기울여야 합니다. 엔진 설계 선택 및 강도 계산을 위해서는 완전한 재료 설계 성능 데이터베이스를 구축해야 합니다. TiAl 합금의 낮은 소성을 위해 재료 특성에 따라 합리적인 부품 설계 및 수명 방법과 비용 효과적인 공급망을 결정합니다. 상당한 응력 집중을 방지하고 표면 무결성을 향상시키기 위해 TiAl 합금 구조의 설계 응력 수준을 합리적으로 제어합니다. 이러한 티타늄 합금의 난연성 특성에 대한 과학적 평가도 중요합니다. 또한 전체 리프 디스크이든 전체 리프 링이든 고온에서 사용할 때 동일한 부분에 온도 구배가 있으며 재료의 한 부분은 작용에 따라 재료의 다른 부분의 변형을 제한합니다. 온도 구배는 열 응력을 유발하여 부품의 피로 성능과 부품 사용의 신뢰성에 영향을 미칩니다.
실제로 티타늄 합금 소재에는 높은 피로 한계가 없습니다. 미국 엔진 구조 무결성 프로그램(EngineStructuralIntegrityProgram, ENSIP) 1999년 및 2004년판에서는 티타늄 엔진 부품의 높은 피로 수명이 최소 109주에 도달해야 한다고 요구합니다. 작용응력이 감소함에 따라 피로균열은 표면에서 나타나 내부에서 발생하는 경향이 있다. 600도 고온 티타늄 합금 일체형 리프 디스크, 티타늄 매트릭스 복합 재료 일체형 리프 링 및 TiAl 합금 블레이드의 경우 블레이드의 피로 성능이 진동 응력에 매우 민감하기 때문에 초고 피로 거동 및 성능. 블레이드의 초고피로 성능을 향상시키고 내부 손상 및 치명적인 파손으로 인한 블레이드 파손을 방지하기 위해 레이저 충격 강화, 저소성 연마 등 적절한 표면 강화 수단을 합리적으로 선택합니다.
