稀土材料及其在航空工業(yè)中的應用

稀土鎂我們所有人

稀土鎂合金高強度,減輕飛機重量,提高戰術(shù)性能具有廣闊的應用前景。中國航空工業(yè)集團公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng):中國航空總)的稀土鎂合金鑄造鎂合金和鎂合金大約有10多個(gè)品牌,許多品牌已用于生產(chǎn),質(zhì)量和穩定性。稀土金屬釹等的主要添加元素ZM6減速器箱鑄造鎂合金已經(jīng)擴大到直升機后,在戰斗機翼肋骨和30千瓦發(fā)電機轉子線(xiàn)夾和其他重要部分。中航總有色金屬公司共同開(kāi)發(fā)的稀土BM25具有強大而不是鋁合金的一部分,高強度鎂合金用于攻擊機。為了擴大稀土鎂合金的推廣應用,也開(kāi)發(fā)了稀土鎂合金的應用在醫學(xué)工程。醫學(xué)生物學(xué)實(shí)驗中,材料預計稀土鎂合金作為人工骨材料取代金屬夾具,減少第二固定手術(shù),病人將開(kāi)辟了新的廣闊的應用天地。

稀土鑄造鎂合金主要用于200 ~ 300℃下使用很長(cháng)一段時(shí)間,它具有良好的高溫強度和抗蠕變性了很長(cháng)一段時(shí)間。各種稀土元素在鎂的溶解度不同,遞增的順序,鑭混合稀土鈰、鐠、釹。室溫,良好的高溫力學(xué)性能的影響也將會(huì )增加。中航主要由釹添加元素的總發(fā)展ZM6熱處理后合金不僅具有較高的室溫力學(xué)性能,而且良好的力學(xué)性能和抗蠕變性,它還可以在室溫下使用,可以使用很長(cháng)一段時(shí)間低于250℃。隨著(zhù)釔的出現包含新鑄造鎂合金的耐腐蝕性能,鑄造鎂合金近年來(lái)外國航空業(yè)由于一次。

后添加適量的稀土金屬鎂,可以提高合金的流動(dòng)性,降低微孔率,提高氣密性,顯著(zhù)改善裂化和松散現象,使合金在200 ~ 200℃高溫仍有高強度和抗蠕變性。2.2稀土鈦合金

北京航空材料研究所(以下簡(jiǎn)稱(chēng):庭院)鏈在Ti - A1 -鉬鈦合金與稀土金屬鈰(Ce)代替部分鋁、硅、限制脆性階段的降水,在改善其耐熱合金的強度,同時(shí)也提高的熱穩定性能。在此基礎上,開(kāi)發(fā)了性能良好的鑄造高溫鈦合金包含ZT3鈰。它與國際相比類(lèi)似的合金,耐熱強度和過(guò)程性能有一定的優(yōu)勢。使用它使壓縮機箱WPI3Ⅱ引擎,39公斤每架飛機減肥,尊重比增加1.5%,除了加工過(guò)程降低約30%,取得了明顯的技術(shù)和經(jīng)濟效益,填補我國航空發(fā)動(dòng)機在500℃的條件下使用鑄鈦機框空白。研究表明,ZT3含鈰合金組織有一個(gè)微小的氧化鈰顆粒。鈰復合合金氧的一部分,形成了耐火Ce203、稀土氧化物粒子的高硬度。這些粒子阻礙位錯運動(dòng)的過(guò)程中金屬變形和提高高溫合金的性能,鈰捕獲氣體雜質(zhì)的一部分(尤其是在晶界),可以使合金強化的同時(shí),保持良好的熱穩定性。應用于鑄造鈦合金很難溶質(zhì)第一次嘗試點(diǎn)強化理論。

除了材料院溶解模具鈦合金精密鑄造技術(shù),經(jīng)過(guò)多年的研究、特殊的礦化處理技術(shù),開(kāi)發(fā)一個(gè)穩定和廉價(jià)的氧化釔砂和粉材料、比重、硬度、鈦液的穩定性,達到較好水平,調整控制殼泥漿性能,表現出更大的優(yōu)勢。與氧化釔殼制造鈦鑄件的突出優(yōu)點(diǎn)是:鑄造質(zhì)量和技術(shù)水平和鎢表面過(guò)程的情況下,可以使瘦比鎢涂層鈦合金鑄件的過(guò)程。目前,該技術(shù)已廣泛應用于制造各種飛機、發(fā)動(dòng)機和民用商品鑄件。

稀土合金

發(fā)達中航總是包含稀土耐熱合金HZL206、與外國鎳合金相比,具有極好的耐高溫和室溫力學(xué)性能,并達到國外同類(lèi)合金的先進(jìn)水平。已經(jīng)被用于直升機和戰斗機工作溫度300℃壓力閥,取代鋼和鈦合金。降低結構的重量,已投入批量生產(chǎn)。稀土鋁硅共晶ZL117合金在200 ~ 300℃下抗拉強度比西德活塞合金KS280 KS282,耐磨性能是4 ~ 5倍的常用合金ZL108活塞、線(xiàn)膨脹系數小、尺寸穩定性好,肯塔基州- 5已用于航空附件,肯塔基州- 7飛機發(fā)動(dòng)機活塞空氣壓縮機和模型。稀土元素在鋁合金,顯著(zhù)改善微觀(guān)組織和力學(xué)性能。機制是:稀土元素在鋁合金中的作用分散,小鋁化合物發(fā)揮重要作用;第二階段加強稀土元素的加入起到了一個(gè)重要的角色除了空氣凈化,從而降低合金氣孔的數量,改善合金的性能;稀土鋁化合物作為異相成核細谷物和共晶相,也是一種變質(zhì)劑;稀土元素為富鐵相的形成和完善,減少富含鐵的有害影響的階段。阿爾法A1鐵固溶體數量減少的稀土加入量的增加。也有利于提高強度和可塑性。

稀土金屬材料

稀土有機灌注材料已被用于高性能XZ - 1機油燃油電磁開(kāi)關(guān),控制系統的液壓電磁開(kāi)關(guān)的八種磁鐵產(chǎn)品,由于成本低,施工方便,所以它可以代替大量環(huán)氧灌漿材料,具有很好的經(jīng)濟效益。系統防老化橡膠漆,KF - 1的成功發(fā)展解決飛機油箱使用壽命短的問(wèn)題,很長(cháng)一段時(shí)間,KF - 1投入使用,使飛機油箱的壽命3 ~ 5年延長(cháng)至15 ~ 20年,和提高了使用性能,取得了顯著(zhù)的技術(shù)經(jīng)濟效益。MCrAIY涂料包含Y2O3發(fā)動(dòng)機渦輪葉片和導葉發(fā)動(dòng)機熱端部件可以為第三代涂料的設計元素,具有較高的性能和壽命長(cháng)在國外已經(jīng)應用于發(fā)動(dòng)機。院子里的材料磁控濺射沉積技術(shù)和多弧離子鍍技術(shù)開(kāi)發(fā)了這種涂料系列、耐腐蝕和綜合性能已達到國外同類(lèi)涂料的先進(jìn)水平。涂料系列高溫合金,合金的定向凝固,和Ni - A1合金單晶合金渦輪葉片、導葉的選擇,高溫抗氧化涂料已用于先進(jìn)的燃氣渦輪發(fā)動(dòng)機和地面。Y2O3本系列涂料具有合金涂料和矩陣的“寄”效應,顯著(zhù)提高涂層的粘附強度和襯底。

稀土添加劑也扮演著(zhù)重要的角色在化學(xué)熱處理,由于稀土元素的電子結構與一個(gè)特定的化學(xué)活性高,和激活在化學(xué)熱處理,改善碳氮共滲層的組織和性能和滲流速度有明顯的效果。中航310工廠(chǎng)將常規滲碳,氮和碳氮共滲和加入稀土添加劑技術(shù)比較,軟泥劑,添加稀土元素的初步實(shí)驗研究表明,滲流速度可以增加了30%。加入稀土碳氮共滲高速鋼硬度高壓可以增加從1350年到1478年從933年到946年。稀土元素中使用的化學(xué)熱處理方法簡(jiǎn)單大方,沒(méi)有特殊要求的設備,提高產(chǎn)品重量和節約能源,它扮演著(zhù)一個(gè)重要的具有良好的推廣應用價(jià)值。

稀土永磁材料

稀土永磁材料的快速發(fā)展,在許多領(lǐng)域得到了廣泛的應用,成為現代新技術(shù)的重要物質(zhì)基礎。自80年代以來(lái)使用釤鈷合金稀土永磁電機。產(chǎn)品類(lèi)型包括伺服電機、驅動(dòng)電動(dòng)機,電動(dòng)機起動(dòng)器,軍事地面電機、航空等,部分產(chǎn)品出口,釤鈷永磁合金的主要特點(diǎn)是:(1)退磁曲線(xiàn)基本上是一條直線(xiàn),斜率接近逆滲透,即回復線(xiàn)性近似和退磁曲線(xiàn)疊加;(2)有一個(gè)偉大的矯頑力,有很強的抗退磁能力;(3)有非常高的最大磁能積;(4)可逆的溫度系數小,磁的溫度穩定性更好,因為上面的特點(diǎn),釤鈷永磁稀土合金特別適合開(kāi)路狀態(tài),壓力、磁場(chǎng)條件或動(dòng)態(tài)條件下應用,適用于制造體積小的元素。

中航總供應125工廠(chǎng)生產(chǎn)125嗎?2永磁直流力矩電機使用釹鐵硼磁鋼(NTP200/64)。用釹鐵硼永磁代替釤鈷磁鐵降低成本,提高性能。工廠(chǎng)生產(chǎn)QZDM01 - h輕稀土永磁起動(dòng)器,使用釹鐵硼磁鐵、稀土產(chǎn)品放慢速度來(lái)啟動(dòng)機器。使用磁鐵啟動(dòng)機體積小,效率高,輸出扭矩大,快速啟動(dòng)。國內部門(mén)SmCo永磁材料改善溫度系數、高溫度穩定性的釹鐵硼永磁材料和需要進(jìn)一步提高耐腐蝕,粘結釹鐵硼永磁材料部門(mén)仍在發(fā)展階段。

永磁材料的發(fā)展經(jīng)歷了鐵氧體階段(4.6 MGOe磁能積),AINiCo合金階段(11.5 MGOe磁能積),SmCo階段(31.0 MGOe磁能積),釹鐵硼階段(43 MGOe磁能積)。鈦鐵硼稀土永磁材料的成功發(fā)展,耳機,揚聲器,步進(jìn)電機,微小型化無(wú)鐵芯電機。通用汽車(chē)(General motors)在1000 cc引擎使用釹鐵硼永磁體,發(fā)動(dòng)機重量的40 ~ 50%,大小減少45%。如果你可以增加材料的使用溫度,將建立更廣泛的應用前景的材料。