高溫合金的研究進(jìn)展如何？

20 世紀(jì)初，歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家便開始了高溫合金的研究，經(jīng)過(guò)了高溫合金在燃?xì)鉁u輪動(dòng)力

（航空航天發(fā)動(dòng)機(jī)和艦船及地面燃?xì)廨啓C(jī)）領(lǐng)域的一系列應(yīng)用研究之后，近年來(lái)整體的發(fā)展

趨勢(shì)逐漸趨向于低成本、穩(wěn)定化，同時(shí)在合金類型方面也向“一材多用”的方向發(fā)展。

關(guān)于“一材多用”的發(fā)展方向主要包含兩方面內(nèi)容：一方面，如美國(guó)在航空發(fā)動(dòng)機(jī)以及

燃?xì)廨啓C(jī)領(lǐng)域常用的高溫合金只有約 20 種，并且 Inconel718 合金的產(chǎn)量約占總產(chǎn)量的一半

以上。另一方面，歐美的高溫合金（超合金）不僅具有高溫高強(qiáng)度的材料特性，而且材料的

高強(qiáng)度和耐腐蝕性也同樣適用于海上油氣開采、核電設(shè)施以及石化領(lǐng)域等**制造業(yè)。

在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，歐美發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)建立了完整的過(guò)程控制及產(chǎn)品質(zhì)量體系，同時(shí)匹配

有先進(jìn)的生產(chǎn)線，所以產(chǎn)品通常具有成本低、質(zhì)量高且穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。

目前國(guó)外在鑄造高溫合金、粉末高溫合金以及變形高溫合金領(lǐng)域的具體研究進(jìn)展如下：

高溫合金的研究進(jìn)展如何？

（一）鑄造高溫合金研究進(jìn)展

西方發(fā)達(dá)國(guó)家十分重視鎳基單晶高溫合金的研發(fā)工作，美國(guó) Howmet 公司（Howmet

Castings）、精密鑄件公司（Precision Castparts Corp.）、通用電氣公司（General Electric

Company）、英國(guó)羅爾斯羅伊斯股份有限公司（Rolls-Royce Group）以及法國(guó)斯奈克瑪股份

有限公司（SNECMA）等都可以大量生產(chǎn)單晶零部件。

在單晶高溫合金研究領(lǐng)域，美國(guó)、英國(guó)、法國(guó)以及日本都對(duì)第四代單晶高溫合金展開了

積極的研究。如成功研發(fā)的 RR3010 合金的承溫能力可達(dá) 1200℃ 左右，并且已經(jīng)應(yīng)用在英國(guó)

羅爾斯羅伊斯股份有限公司（Rolls-Royce Group）研發(fā)的 Trent 發(fā)動(dòng)機(jī)。

在定向凝固高溫合金研究領(lǐng)域，目前已成功研制了二代定向合金，并已經(jīng)在國(guó)外多種發(fā)

動(dòng)機(jī)上進(jìn)行應(yīng)用；同時(shí)三代與四代定向合金也已成功研制出來(lái)。

（二）粉末高溫合金研究進(jìn)展

目前，美國(guó)、英國(guó)、法國(guó)以及俄羅斯等國(guó)都已經(jīng)建立了自己的粉末高溫合金體系。

第三代粉末高溫合金的研發(fā)目標(biāo)主要是為了提高產(chǎn)品的熱時(shí)壽命，從而滿足新一代發(fā)動(dòng)

機(jī)低油耗、低排放、超機(jī)動(dòng)性以及超音速巡航的要求；其中典型代表是由美國(guó)宇航局 / 通用

電氣 / 普惠公司（NASA/GE/Pratt & Whitney） 合作開發(fā)的 René104 合金，已經(jīng)成功應(yīng)用于

GP7200 發(fā)動(dòng)機(jī)。

目前，在美國(guó)宇航局（NASA）、國(guó)防部（DOD）以及能源部（DOE）的支持下，美國(guó)

正在積極開展第四代粉末高溫合金的研發(fā)。材料的研發(fā)目標(biāo)為使用溫度達(dá)到 850℃左右。

（三）變形高溫合金研究進(jìn)展

變形高溫合金具有優(yōu)異的綜合性能，是制備航空發(fā)動(dòng)機(jī)各種盤、環(huán)、軸、機(jī)匣、燃燒

室和緊固件的關(guān)鍵材料。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)性能的不斷提高，變形高溫合金的合金化程度不斷上

升，元素偏析傾向加劇，工藝難度顯著增大。國(guó)外變形高溫合金發(fā)展比較成熟，已形成以

IN718、Waspaloy、U720Li、 ЭП742 和 ЭК151 等為主的變形高溫合金盤件材料系列，*

高使用溫度已達(dá)到850℃，同時(shí)發(fā)展新的工藝使合金的性能明顯提升以滿足發(fā)動(dòng)機(jī)不同部

件的需求。變形高溫合金總體，向耐高溫、高可靠性和低成本方向發(fā)展。

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