第684章 发动机铝材专项炼,适配倒置缸体需求(1/2)
纯度99.6%的庆功酒气还没在火窑沟里散尽,何强拿着那份全面性能测试报告,眉头又皱了起来。报告上白纸黑字:纯度达标,抗拉强度310兆帕,屈服强度275兆帕——距离陈景澜拍在桌上的那本参数手册要求的320兆帕和280兆帕,还差着临门一脚。
“普通机身结构用,这数据够了。”谢明轩指着报告,“但发动机缸体……特别是倒置V型12缸,缸体要承受爆发压力、往复惯性力、还有振动载荷。强度差这十兆帕,疲劳寿命可能差一倍。”
正说着,峡谷口传来卡车声。陈景澜带着周明远和两个助手,从一辆卡车上小心翼翼地卸下个木箱。箱子打开,里面是个用油纸仔细包裹的金属件——那是他们用替代材料加工的发动机缸体1:1模型,专门带来给炼钢厂做参考的。
“何工,谢工,打扰了。”陈景澜脸上没太多喜色,反而透着凝重,“缸体实物带来了,你们看看结构就明白——壁厚最薄的地方只有六毫米,要承受一百多个大气压的爆发压力。而且倒置布局,散热条件更苛刻,材料的热稳定性要求极高。”
何强蹲下身,仔细看那个缸体模型。复杂的内部水道,薄壁结构,还有那些应力集中的圆角部位。他伸手敲了敲,模型发出沉闷的声音。
“这结构……确实吃劲。”何强站起来,“陈工,你们测算过实际工况下的应力分布吗?”
“算过。”周明远摊开一叠图纸,“峰值应力出现在缸筒上部,靠近燃烧室的位置。按最大增压工况计算,局部应力可能达到280兆帕以上。所以材料屈服强度必须留够余量。”
陆哲远凑过来看图纸,那些密密麻麻的应力云图让他直咧嘴:“我的天,这比电路板上的走线还复杂。苏工,你说咱们要是把飞控计算机做得这么精密……”
“先解决材料问题。”苏瀚文打断他,“何工,强度提升的关键在合金化和热处理。咱们现在这批铝,镁硅铜的添加量还比较保守。”
谢明轩点头:“对。发动机铝材需要的是铝硅镁铜系合金,硅含量要提到百分之七左右,镁百分之一,铜百分之四。但添加量增加,冶炼控制和后续热处理就更复杂——容易偏析、产生脆性相。”
陈景澜带来的缸体模型像一面镜子,照出了通用铝材和专用铝材之间的鸿沟。火窑沟的气氛从庆功的轻松,迅速转向攻坚的紧绷。
专项炼制方案当天下午就定下了。何强把技术团队分成三组:谢明轩带人优化合金配方;小徐负责热处理工艺设计;陆哲远和苏瀚文继续改进熔炼过程的在线监测——这次要能实时监控合金元素的分布均匀性。
第一次试验就给了个下马威。按新配方炼出的铝锭,强度倒是上去了——抗拉强度冲到325兆帕,可延伸率掉到了百分之五以下,脆得像个饼干。
“硅相太多了,形成粗大的初生硅,割裂基体。”谢明轩在显微镜下看着金相照片直摇头,“得加细化剂,还要控制冷却速度。”
细化剂用了磷盐,冷却速度通过水冷模具来调节。第二次试验,延伸率回升到百分之七,可强度又掉回315兆帕。
“这跟调电路似的,增益大了带宽窄,带宽宽了增益小。”陆哲远蹲在炉子旁嘀咕,“总得取舍吧?”
“发动机材料不能取舍。”何强很坚决,“强度和韧性都要。陈工说了,缸体要在高周疲劳载荷下工作十万次以上,脆了不行,软了也不行。”
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