科创中国
某新型燃气轮机涡轮高温合金叶片精密铸造技术
发布时间:
2022-11-23
截止日期:2023-02-28
价格 双方协商
地区： 黑龙江省 哈尔滨市 阿城区
需求方： 哈尔***公司
行业领域
高端装备制造产业
需求背景
工业燃气轮机具有热效率高、污染低等突出优点，成为未来发电机组与大型水面舰船动力的首选设备。铸造高温合金是工业燃气轮机涡轮叶片等热端部件的关键材料，其性能和制备水平在一定程度上决定了先进燃气轮机的功率、效率、寿命等性能。本文重点综述了工业燃气轮机及其涡轮叶片用铸造高温合金材料的研究及应用现状，并对工业燃气轮机涡轮叶片用铸造高温合金及涡轮叶片制造技术的发展趋势进行了展望。未来，先进定向凝固，"材料基因工程"等技术将逐渐应用到工业燃气轮机涡轮叶片用铸造高温合金的研制中；此外，先进工业燃气轮机上定向/单晶高温合金的应用将越来越广泛。
需解决的主要技术难题
①研究某新型燃气轮机高温合金叶片外形和尺寸控制，由于蜡模和铸件在压制和浇注后的冷却过程中，各部位的收缩率不同，引起产品扭转变形： ②研究型壳表面孕育细化工艺，使其表面晶粒度符合技术要求； ③研究叶片铸造缺陷产生原因、分析并解决，由于叶片叶身较长、壁厚差距大，在冷却过程中，易引起叶身与缘板转接R处疏松； ④研究高温合金叶片真空浇注工艺，使其内部质量满足技术要求。
期望实现的主要技术目标
技术指标： ①叶片化学成分满足****04JJT102、****04JJT103的技术要求； ②叶片的高温瞬时拉伸和高温持久均满足****04JJT102、****04JJT103的技术要求； ③按照标准对叶片进行划区检验，各区域内的表面低倍晶粒度需满足技术要求； ④ 对叶片进行目视、荧光渗透检验，叶片的各区域表面质量符合标准； ⑤高温合金叶片的显微疏松、贫化层、高倍组织、X射线需满足技术文件****04JJT102、****04JJT103的技术要求； ⑥ 高温合金叶片的几何尺寸符合图纸和标准要求； 经济指标： 项目产品预计实现销售收入450万元。
需求解析
解析单位：“科创中国”黑龙江科技服务团（黑龙江省科学技术协会） 解析时间：2022-11-29
黄剑华
哈尔滨工业大学
教授
综合评价
航空发动机和工业燃气轮机涡轮叶片按功能分类包括工作叶片和导向叶片，按结构分类包含实心结构叶片和空心结构(简单空心、复杂气冷、双层壁超气冷等)叶片，按成型工艺分则包括等轴晶叶片、定向叶片和单晶叶片。涡轮叶片材料及其精密铸造技术是航空发动机和工业燃气轮机的核心关键技术之一[8]。航空发动机涡轮叶片和工业燃气轮机涡轮叶片的选材原则基本相同，但各有侧重点，航空发动机注重涡轮叶片材料的热强性能和承温能力，与航空发动机叶片材料相比，工业燃气轮机叶片的工作环境要恶劣得多，大多含硫、钠等杂质，造成热腐蚀，对高温合金部件破坏作用大；燃机叶片寿命通常达几万乃至几十万小时，承受基本载荷的时间长；重型燃气轮机叶片尺寸大、质量大。这就要求工业燃气轮机用高温合金具有更为良好的耐热腐蚀性能、长期组织稳定性、蠕变寿命和铸造工艺性能。因此，航空发动机涡轮叶片和工业燃气轮机涡轮叶片材料各自成体系，但也有交叉之处。
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