涡扇15与F119差距多远?近30年前钛合金,中国仍未能实用

涡扇15与F119差距多远?近30年前钛合金,中国仍未能实用

在F119的研制过程中,新一代超巡发动机特别偏重于高温高速喷流的特性给发动机研制带来了巨大的困难。燃烧室、喷管等部位的工作温度变得越来越高,而整个发动机的重量又必须比以前更轻以提高推重比,这使得F119不能再使用真正意义上的镍基高温材料来做很多部件——那太重,也不能使用相对能承受较高温度的传统耐热钛合金——它们耐热的性能仍然不够。

涡扇15与F119差距多远?近30年前钛合金,中国仍未能实用图:F119发动机

为此美国专门为F119开发了Alloy C型钛合金,它是50%钛、35%钒、15%铬组成的高温阻燃金属材料;钒和铬都是典型的高熔点难熔金属。虽然因此导致加工困难,但是Alloy C型钛合金在激光器点燃试验中,燃点比传统钛合金高出500度的优秀性能,也使F119的一系列高指标得以实用化。

涡扇15与F119差距多远?近30年前钛合金,中国仍未能实用图:中国TI40钛合金的摩擦燃烧测试

在Alloy C率先实现阻燃钛合金的突破以后,俄罗斯和中国都跟进了这方面的研究,并推出了成分与性能指标都非常类似的材料牌号。然而在真正的实用化程度上,俄罗斯和中国至今没有能跟上F119在90年代所展露的水平;根据航空材料学报2014年的公开文章,中国TI40阻燃钛合金将首先应用在发动机匣上,而这个部位的最大温度通常都明显低于传统高温钛合金的600度极限。

从钛合金的应用程度来看,中国的ws15发动机要赶上f119发动机,还有相当长的路要走。

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