[发明专利]一种航空发动机双合金双性能涡轮盘及其制备方法

权利要求书

1.一种航空发动机双合金双性能涡轮盘，其特征在于：它包括盘心区域和辐板区域，所述盘心区域靠近中轴的部位采用的材料为第一合金材料，所述盘心区域其他部位以及所述辐板区域采用的材料为第二合金材料，所述第一合金材料的线膨胀系数大于所述第二合金材料的线膨胀系数。

2.如权利要求1所述的航空发动机双合金双性能涡轮盘，其特征在于：所述盘心区域靠近中轴的部位中采用所述第一合金材料的区域占所述盘心区域的比例，以及所述盘心区域靠近中轴的部位中采用所述第一合金材料的区域的具体位置，由采用的所述第一合金材料的线膨胀系数及所述盘心区域所受应力最大的区域确定。

3.如权利要求2所述的航空发动机双合金双性能涡轮盘，其特征在于：所述盘心区域靠近中轴的部位中采用所述第一合金材料的区域占所述盘心区域的比例为5%-50%。

4.如权利要求2或3所述的航空发动机双合金双性能涡轮盘，其特征在于：所述第一合金材料的线膨胀系数由所述盘心区域靠近中轴的部位中采用所述第一合金材料的区域的大小确定，且满足所述第一合金材料与所述第二合金材料的接触面之间的集中应力小于所述盘心区域所受的最大应力的条件。

5.如权利要求4所述的航空发动机双合金双性能涡轮盘，其特征在于：所述第一合金材料的线膨胀系数比所述第二合金材料的线膨胀系数提高了5%-80%。

6.如权利要求5所述的航空发动机双合金双性能涡轮盘，其特征在于：所述第二合金材料采用的是FGH96合金，所述第一合金材料的线膨胀系数比所述第二合金材料的线膨胀系数提高了10%，所述盘心区域靠近中轴的部位中采用所述第一合金材料的区域占所述盘心区域的比例为30%。

7.一种如权利要求1-6任一项所述的航空发动机双合金双性能涡轮盘的制备方法，其特征在于，它包括以下步骤：

1）通过有限元计算涡轮盘所受到的应力，确定涡轮盘所受应力最大的区域位于涡轮盘的盘心区域靠近中轴的部位内；

2）选用第一合金材料作为涡轮盘的盘心区域靠近中轴的部位所用的材料，选用第二合金材料作为涡轮盘的盘心区域其他部位以及涡轮盘的辐板区域所用的材料；且第一合金材料的线膨胀系数大于第二合金材料的线膨胀系数；

3）根据选用的第一合金材料的线膨胀系数与涡轮盘所受应力最大的区域，确定涡轮盘的盘心区域靠近中轴的部位中采用所述第一合金材料的区域的位置，及涡轮盘的盘心区域靠近中轴的部位中采用所述第一合金材料的区域占涡轮盘的盘心区域的比例；

4）通过无缺陷组合制坯工艺制备涡轮盘，即可得到双合金双性能涡轮盘。

8.如权利要求7所述的航空发动机双合金双性能涡轮盘的制备方法，其特征在于：所述步骤4）中，制备涡轮盘过程中，通过涡轮盘三维模型转化的数据控制激光熔覆制造，采用激光束直接熔化金属粉，逐层堆积金属，结合实时反馈控制激光熔覆，逐点增材，从而实现双合金双性能涡轮盘的制备。