年国内粉末高温合金行业发展现状及前景:未来航空发动机和燃气轮机性能不断提高对粉末高温合金需求增大[图]
粉末高温合金是利用粉末冶金工艺制备的高温合金,相较于此前的铸-锻高温合金,粉末冶金工艺可以一定程度上解决变形高温合金成形困难及铸造高温合金存在的力学性能波动等问题,目前航空发动机涡轮盘为主要应用领域。
我国粉末高温合金的研究起步于20世纪70年代后期,在后续的发展过程中,根据国家型号需求,陆续开展了FGH95合金、FGH96合金、FGH97合金、FGH98合金和FGH91合金的研制。
粉末高温合金的发展
资料来源:共研网整理
目前粉末高温合金的企业有钢研高纳和西部超导,西部超导的制粉设备及涡轮盘设备均为自主研发,并成功打破了国外垄断,成为国内拥有该类型设备制造能力的企业。凭借着IPO项目产能的逐步释放,西部超导有望冲击该领域龙头地位。除此之外,万泽股份也在深圳建立材料研究院,主要涉及粉末高温合金设计及母合金熔炼、高纯度低氧含量粉末制备以及热等静压包套设计、热等静压工艺设计优化、等温锻造等成型过程工艺路线设计、模拟工作;粉末高温合金构件服役状态模拟及失效分析;粉末高温合金热处理制度设计及优化;粉末高温合金构件寿命预测及损伤容限设计;粉末盘件延寿等,目前已具备小批量粉末冶金盘件制备生产能力。
主要军用粉末高温合金生产企业技术路线
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在航空发动机和燃气轮机的热端零部件中,涡轮盘由于处于温度最高、环境最恶劣的部位而被认为是最关键的部件之一。在我国,涡轮盘中变形高温合金GH合金用量最大、应用范围最广;随着先进航空发动机性能不断提高,对涡轮盘要求也越来越高,要求高温合金中的强化元素也越来越多,使其塑性变差,难以热加工变形,并且合金元素的增多使高温合金凝固偏析严重,造成组织和性能的不均匀。采用粉末冶金工艺生产高温合金粉末涡轮盘就能解决上述问题。粉末涡轮盘是通过将粉末高温合金母合金制粉,并经热等静压、热加工变形和热处理等工艺生产而成,这种制备方式制成的涡轮盘的屈服强度和疲劳性能都有提高。目前国内粉末高温合金已应用于先进型号发动机的涡轮盘部件上。
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