我國在粉末高溫合金領（lǐng）域取得進步 與美歐、俄仍有差距
點擊量（liàng）：443 發布（bù）時間：2017-03-16 作（zuò）者：狀（zhuàng）邁（上海）增材製（zhì）造技術有限公司
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粉末高溫合金是現代高性能航空發（fā）動機渦輪盤（pán）等關鍵部件的必選材料（liào）。由於在製粉過程中粉末（mò）顆（kē）粒由微量液體快速凝固形成，成分偏析被限製在粉末顆粒尺寸以內（nèi），消除了常規鑄造中的宏（hóng）觀偏析，同時快速凝固後的粉末具有組織均勻和晶粒細小的突（tū）出優點，顯著提高了合金的力學（xué）性能和熱工藝性能。因（yīn）此，粉末高溫合（hé）金在高性能軍用（yòng）發動機上以及先進民用（yòng）發動機領（lǐng）域獲得了大量應用。
我國在粉（fěn）末高（gāo）溫合金領域取得了很大的進步，但（dàn）是與美歐、俄羅斯等航空強國相比，差距仍然很大。隨著我國大飛機專項和發動（dòng）機專項的實施（shī）及（jí）由此迎來的航空業大發展，我國應該在（zài）以下幾方麵加（jiā）快粉末高溫合金的（de）研發步伐。
1.研發超純淨細粉製粉工（gōng）藝。
粉末高溫合金中陶瓷夾雜缺陷數量、尺寸和位置是影響粉末盤使用安全性和可靠（kào）性的重要因素。為了提高（gāo）盤（pán）件的可（kě）靠性，要求盤（pán）件中（zhōng）的夾雜數量盡可能少，尺寸盡可能小。采（cǎi）用“雙聯”、“三（sān）聯（lián）”冶煉工藝及冷壁坩堝（guō）熔煉可使夾雜含量大大降低，母（mǔ）合金純淨度得到顯著改善。
2.推廣和應用（yòng）雙性能盤。
高性（xìng）能發動機用渦輪盤的盤心部位承受低（dī）溫高應力，需要細晶組（zǔ）織以保證足夠（gòu）的強度和疲勞抗力（lì），而邊緣部位則承受高溫低應力，需要粗晶以保證足（zú）夠的蠕變（biàn）和持久性能（néng）。因此，采（cǎi）用同一種合金製備出輪緣和（hé）輪轂部位具有不同顯微組織的雙組織（zhī）、雙性能盤成為目前的研究熱點，這（zhè）種盤件避免（miǎn）了因異種金（jīn）屬之間的連接而（ér）可能造成的安全隱（yǐn）患，符合高性能發動機的工況要求，提高整個盤件的安全係數。
美（měi）國采用雙重熱處理工藝製造出（chū）了雙性能粉末盤，並已裝配到第四代戰機 F22的 F119型發（fā）動機上。我國鋼鐵研（yán）究總院（yuàn）采用 HIP 製坯+細晶鍛造+梯度熱處理工藝路線，在國內率先研製出Φ450 mm 的 FGH96雙性能盤件。
3.熱等靜壓近淨成形盤件製備。
通常鑄鍛工藝的（de）投料比為19∶1，HIP +鍛造為（wéi）6.6∶1，而直接熱等靜壓成（chéng）形（xíng）為（wéi）3.6∶1。顯然，直接熱等靜（jìng）壓成形工藝的材料利用率最高，在保證盤件（jiàn）質量（liàng）的（de）前提下，該工藝具有顯著的（de）性價比優勢。直（zhí）接熱等靜壓近淨成形工藝在俄羅斯的粉（fěn）末高溫合金領域取得了巨大的成功，四十多（duō）年（nián）以來俄羅斯（sī）粉末盤件（jiàn）的生產一直（zhí）采用該工藝。由於該工藝在成本控製方麵具有先天的（de）優勢，可以預見，它將是今後粉末盤的主要（yào）製（zhì）備工藝流程（chéng）之一。
4.計算機輔助技術和數值模擬的應用。
傳（chuán）統的“炒菜式”的合金設計已經被計算機輔（fǔ）助設計手（shǒu）段所替代，借助相關的熱力學相圖軟件，可顯著加快合金的研製進度，如 RR1000合（hé）金就是第一個完（wán）全采用相圖計算進行合金設計的粉末冶金高溫合金。粉末渦輪盤製備過程中的工（gōng）藝環節多，為了降低（dī）成本和加快研製進度，在包套設計、熱等靜壓成形、擠壓、鍛造、熱（rè）處理等關鍵工藝環節（jiē）大量借用（yòng）數值模擬已經成為一（yī）種趨勢。
