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增加到300-350磅。高比强度钢种也会增加到500磅,结果会降低总重量20-30%。这种性质 的竞争实质上就是生产工艺的竞争,如把纤锥强化的有机复合材料用到汽车上去的问题就是 成木太高,必须改变生产工艺降低成本,总之,针对某些重要零件的特殊要求专门制作(称 为实制材料)材料和工艺的倾向增大了,这样才能更有利于满足特殊要求和降低成本。 把上述定制材料的概念用到一个部件上,就出现了所谓组合元件,即用若干个不同性质 的材料组合成一个整体部件。以满足该部件的不同部位的不同要求。作为一个例子,介绍一 下八十年代将会出现的水冷透平叶片,八十年代的也燃气透平的主要发展为:采用煤气化 技术,燃气轮机和蒸汽轮机组成联合循环机以及制造更大的(达100MW)燃气轮机,这些 发展将对叶片材料提出更高的要求。涡轮进口温度将高达1430℃甚至1650℃。气氛的腐蚀性 更强,而且有磨蚀。目前解决的办法是采用水冷叶片,这种叶片不是由一种材料做成的,而 是一个组合部件,由耐腐蚀的蒙皮合金做表皮,表皮下面全是很复杂的由高强度高导热的铜 合金制成的水冷管,芯部是一个高强度耐热合金。水冷导向叶片最近已在一台进口温度为 1430℃的燃气轮机上试车60小时,预期八十年代中期将试车涡轮叶片。涡轮盘的轮缘和轮壳 部分的使用系件也不相同,设想也可以由不同材料组合而成。前面提到的定向能量处理就可 能是一种制造这种纽合件的方法,可以做出具有不同成分和组织结构的饥合部件来。 4.引人注目的节约战略元素的研究。近来,美国大力展开了这方面的研究。美国是一 个资源丰富的国家,但是它对战略资源的需要量也很大,就当前实际开采和供应的现实情况 来说,美国工业发展必不可少的许多战略元素依靠进口,美国矿业局统计有20多种元素依赖 进口一半以上。该局对每一种战略元素的库存量,年消耗量,今后需求量,以及世界上的藏 量,产量和市场供应及价格都作了调查,提出要特别重视战略元素的缺乏问题,认为一旦国 防牛产所必须的基本原料突然短缺,美国就容易受到打击,所以要大力购买战略元素和展开 节约战略元素的研究。美因宇航局主持制定了一个称为“Cosam”的庞大的研究计划,目 的是减少美国宇航业对进口战略元素的依赖,重点解决Co、Ta、Nb、Cr四个元素。据统 计,1979年美国用Co量约一万吨,其中30%用于高温合金。以一台F-100发动机为例,消 耗的金属元素量为:5366磅Ti,5204磅Ni,1656磅Cr,910磅Co,720磅A1,171磅Nb和3磅 Ta,总价约100000美元。“Cosam”计划分近期,中期,远期三部分,总共七年,8C-$2年 为预研期,32-86年为正式研究期。预研期主要研究C0的全面作用。选几个典型合金来做, 但要得出带普遍性的结果和能对各种合金估计Co的作用的方法。“Cosam”正式研究部分 要从三个方而去解决问题,即寻找低C0或无Co的代用合金,通过工艺改善而达到节约合金 元素的目的,以及寻找代用材料,此计划提出用FeA1,NiAl作为代用材料。 5.发展有关的则量技术,实现生产流水线上的材料质量控制以及使用时村料破坏过程 的控制。这个趋势现在正逐步明朗化。目前,生产流水线上的质量控制已得到校多的发,某 些领域中大致可以做到有一个基本的质量控制,但是更精确的控制仍待发展,材料破坏过程 控制方而的差距还比较大,这不仅是一个测量技术水平的问题,而且与对材料破坏过程了解 不够相关联。们是从发展趋势上来讲,实现这二个方面的控制是非常必要的,希望八十年代 会有较大的发展。 无损探伤技术是最重要的待发展技术。有三个方面的工作要做,即新的超声范围的波源 ,高质量的探头和传感器,例如一种二维位置灵敏的气体解离探头(Two dimontional Position-sensitive gas-breakdown detectors for neutrons and x-nays). 以及计算机自动控制与数据分析等。 205增加 到 一 磅 。 高 比 强度 钢 种 也 会增加到 磅 , 结 果 会降低 总重量 卜知 。 这 种 性质 的 竞 争实质 上就是生 产工 艺 的竟 争 , 如 把 纤 锥 强 化的有机 复合材料用 到 汽车 上去 的 问题 就是 成 本太 高 , 必须 改 变生 产工 艺 降低成 本 , 总 之 , 针对 某 些 重要 零件 的特 殊要求 专 门制 作 称 为实制 材料 材料和 工 艺的 倾 向增大 了 , 这 样才能 更有利于 满足特 殊要求和 降低 成 木 。 把 上述 定制 材料 的概念用 到一 个部件上 , 就 出现 了所 谓 姐合 元 件 , 即用 若 干 个不 同性质 的 材料组 合成一个 整体部件 。 以 满 足该 部件 的不 同 部位 的 不 同要求 。 作 为一个例 子 , 介绍一 下 八十 年 代将 会 出现 的水冷透 平叶片 , 八十 年代 跳 ’ ‘ 少拭胜气透 平 的主 要 发 展 为 采用 煤 气化 技术 , 燃 气轮机和 蒸汽轮机 组成联 合循 环机 以 及制造更大 的 达 燃 气轮初 , 这 些 发展将对叶片材料提 出更高 的要求 。 涡 轮进 口 温 度将高达 ℃甚 至 ℃ 。 气氛 的腐蚀性 更强 , 而且 有磨 蚀 。 目前解决 的办法 是 采 用水 冷叶片 , 这 种 叶片不 是 由一 种 材料做成 的 , 而 是一 个 组 合 部 件 , 由耐腐蚀 的 蒙皮 合 金做表 皮 , 表皮下 面 全是 很 复杂的 由高强度 高导热 的铜 合 金 制 成的水 冷管 , 芯部是一 个 高强度 耐热 合 金 。 水 冷导 向 叶片最 近 巳在一 台进 口 温 度为 ℃ 的 燃 气轮机 上试 车 小 时 , 预 期八十年代 中期将试 车涡 轮叶 令 。 涡 轮盘 的 轮缘和 轮壳 部 分 的 使用 条件 也 不 相 同 , 设 想 也可 以 由不 同材料组 合而 成 。 前而 提 到 的 定 向能 量处理 就可 能 是 一种 制造 这 种 组 合 件的方 法 , 可 以 做 出具有 不 同成分 和 组 织结 构 的 组 合 部件 来 。 弓人 注 目的节 约 战 略元 素的研 究 。 近来 , 美 国大 力展 开 了这 方 面 的研究 。 美 国是一 个 资源丰富 的 国家 , 但是 它 对战 略资源的 需要量 也很大 , 就 当前实际开 采 和 供 应 的现实情 况 来说 , 美 国 工 业 发展 必 不可少 的许 多战略元 素依靠进 口 , 美 国矿业 局 统计有 多种 元 素依赖 进 口 一半以 上 。 该 局 对每一种 战 略元 素的 库存量 , 年消耗 量 , 今后 需求量 , 以 及世 界 上的藏 ‘ 量 , 产量 粕市场供 应 及价格都作 了调 查 , 提 出要特别 重视 战略元 素的 缺乏 问题 , 认 为一 旦 国 防生 产所必须 的 基 木原料 突然 短 缺 , 美 国就容 易受 到打击 , 所 以 要大 力购 买 战 略元 素和 展开 节约 战 略元 素的研 究 。 美 国宇航 局主 持制定 了一 个称 为 “ ” 的庞 大 的研 究计 划 , 目 的 是 减少 美 国 宇航业 对进 口 战略元 素的依赖 , 重 点解决 。 、 、 、 四个 元 素 。 据 统 计 , 年美 国用 。 量 约一 万 吨 , 其中 用 于 高温 合 金 。 以 一 台 一 。 发动机为例 , 消 耗 的 金 属 元 素量 为 磅 , 磅 , 磅 , 磅 , 磅 , 磅 〕 和 磅 , 总价约 美 元 。 “ ” 计 划 分 近 期 , 中期 , 远 期三部分 , 总共七 年 , 一 年 为预研 期 , 一 年 为正 式研 究 期 。 预研 期主 要研究 。 的 全面作 用 。 选 几个典到 合金 来 做 , 但 要得 出带作遍 性的结 果和 能 对 各种 合金估 计 。 的作 用 的 方 法 。 “ ” 正 式研 究 部分 要从 三个方 而去解 决 问 题 , 即寻找 低 或无 。 的 代用 合 金 , 通过 工 艺改 善而 达 到节 约合 金 元 素 的 目的 , 以 及寻找 代用 材料 , 此 计 划提 出用 , 作 为代用 材料 。 发 展有关 的 侧 量 技 术 , 实现生 产 流水线 上 的 材 料质 是 控 制 以 及使 用 时 材 料破 坏 过 程 的控 制 。 这 个趋 势现 在 正 逐 步 明 朗化 。 目前 , 生产 流水线 上 的质量控 制 巳得 到 较 多的 发展 , 某 些领 域 中大 致可 以 做 到有一 个基 木 的 质 量 控 制 , 但 是 更 精确 的 控 制 仍待 发 展 , 材 州 破 坏过 程 控 制方 而 的 差 距 还 比较 大 , 这 不仅 是一 个 测量 技 术水 平 的 问 题 , 而 日 与 对材料 破坏 过 碎 了解 不够 相关联 。 但 是从 发 展趋 势上 来讲 , 实现这二个 方面 的 控 制 是非 常 必 要 的 , 希 中 又十 年代 会有较大 的 发展 。 无 损探 伤 找术 是最 秉 要 的待 发展 技术 。 有三个 方 面 的 工作 要做 , 即 新 的 超 声 范围 的 波源 , 高质 量 的 探 头 和 传感 器 , 例如一 种二 维位 置 灵敏 的气体解离探 头 一 一 一 。 以 及计算机 自动控 制与数据 分析等
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