咨询热线

400-007-6266

010-86223221

2017年我国高温合金技术工艺发展现状与国外对比分析(图)

       我国高温合金的发展可分为三个阶段。

       
表:我国高温合金发展历程

 
表:国产高温合金牌号代号

       目前世界上仅有4个国家形成自己的高温合金体系,分别为美国、英国、俄罗斯、中国。自1956年第一炉高温合金GH3030试炼成功,迄今为止,我国高温合金的研究生产和应用已经历了50多年的发展历程。回顾50多年的历史,我国的高温合金从无到有,从仿制到自主创新,合金的耐温性能从低到高,先进工艺得到了应用,新型材料得以开发,生产工艺不断改进且产品质量不断提高,并建立和完善了我国的高温合金体系,使我国航空、航天工业生产和发展所需的高温合金材料立足于国内,也为其它工业部门的发展提供了需要的高温材料。

       根据2002年出版的《中国航空材料》手册,我国可供航空选用的高温合金牌号89个,由中国金属学会高温材料分会编撰的《中国高温合金手册》(2012)中共列入牌号194个,其中铁基变形合金30个,镍基变形合金43个,钴基变形合金6个,等轴铸造镍基合金62个,定向凝固镍基合金15个,单晶镍基合金9个,金属间化合物基合金20个,粉末高温合金3个,ODS合金5个,以及焊丝等,可供航空、航天及其它工业部门选用。

       历经50多年的发展,我国已形成了生产装备比较先进、具有一定规模的生产基地。其中有变形高温合金生产厂:东北特殊钢集团抚顺特殊钢公司,宝钢股份公司特钢事业部和攀钢集团长城特殊钢公司;有锻件的热加工厂:西南铝业公司,第二重型机械集团万航模锻厂,中航工业宏远航空锻铸公司和安大航空锻造公司(均为中航重机子公司);有生产精密铸件的中国航发集团各航空发动机公司的精密铸造厂;也形成了一批研究水平较高、研究手段较齐备的科研单位:钢研高钠(原钢铁研究总院高温合金研究所)、航发集团北京航空材料研究院(621所),中国科学院金属研究所,北京科技大学、东北大学、西北工业大学等。

       1变形高温合金

       我国高温合金领域最突出、最典型的范例是GH4169合金的质量水平的显著提高。无论在国外还是在国内,GH4169合金都是用量最多、应用范围最广的一个主要品种(对应美国Inconel718,法国NC19FeNb)。

       在我国,该合金主要用于涡轴发动机的甩油盘、鼓筒轴、涡轮螺栓等各种重要零件、先进歼击机发动机用盘件等各类关键部件以及液体火箭发动机的关键热部件。通过不断提高合金纯洁度(硫含量低于20*10-6,铋含量低于0.3*10-6)、改善盘件加工工艺、掌握了GH4169合金组织和性能方面的规律,使其生产和质量稳定性有了明显提高。

       此外大型难变形合金盘件的生产取得重大突破,通过解决冶炼和热加工中存在的一系列技术问题,研制成功了直径1.2米的GH4698合金盘和直径0.8米的GH4742合金盘,为烟气轮机(炼化厂用)生产了直径1.1米的GH4738和GH2132圆饼,为大型燃气轮机生产了直径2.2米的GH2674圆饼,以满足大型舰用和地面燃气轮机发展的需要。

       2铸造高温合金

       在铸造高温合金方面,除常规等轴晶铸造合金继续进行性能稳定和提高铸件质量,控制铸件凝固过程、提高材料成品纯净度及研制少量新合金品种等工作外,定向凝固合金和单晶合金叶片材料的研究是国内高温合金领域的研究重点。

       根据航空发动机发展要求,我国研制了数个具有较高性能的定向凝固高温合金并研究其相应的叶片制造工艺,其中DZ404、DZ422和DZ422B已在现役航空发动机中投入批量生产。此外,为新机种研制成功了DZ4125、DZ4125L和DZ417G涡轮叶片材料,其使用温度为1000℃左右,以及DZ640M导向叶片材料,这些合金均已通过使用考核。

       我国在20世纪80年代开始研制单晶合金,研制了DD402、DD403、DD406、DD407、DD408(耐蚀)和DD498等合金,其中第一代单晶合金DD402适用于制作工作温度为1050℃以下的涡轮叶片,已在涡轴发动机上通过试车、试飞考核;DD407正在进行试车、试飞考核(2010年)。
       参考中国报告网发布《2016-2022年中国高温合金市场发展现状及十三五投资价值分析报告
       第二代单晶合金DD406,含铼2%,使用温度可达1080-1100℃,正在先进的发动机中进行使用考核(2010年)。

       3粉末高温合金

       我国在上世纪80年代初开始研制粉末高温合金盘,但大量研制工作是在1994年后进行的。1994年,钢研总院(钢研高钠大股东中国钢研集团前身)在涿州基地建立了等离子旋转电极制粉粉末高温合金生产线,结合新研制和新设计发动机型号的需求开展了FGH4095和FGH4096的研制工作。

       截止2010年,经直接热等静压成型的粉末FGH4095合金挡板已在研制的新型航空发动机中通过台架试车和试飞考核,并进行了批量生产,粉末FGH4095直接热等静压成型的小型涡轮盘也通过了新型涡轴发动机的试车考核。此外,直接热等静压成型FGH4097粉末涡轮盘的研制已顺利取得进展,将在新试制的发动机中进行使用考核。

       4与国外的差距

       仍以GH4169为例,虽然GH4169合金近年来取得了长足的进步,满足了使用的基本需求,但与国外Inconel718合金涡轮盘相比,国产涡轮盘的研制和生产还存在一些问题。

       美国Inconel718合金的冶炼技术水平很高且稳定,但我国在冶炼GH4169合金过程中,由于冶炼设备技术状态不稳定、冶炼工艺路线不合理或技术参数控制不精准,有时会产生冶金缺陷黑斑,加大了涡轮盘在使用过程中的潜在风险。

       据文献《我国航空发动机用GH4169合金现状与发展》统计,自2005年太行发动机批产以来,已生产盘锻件中出现黑斑缺陷的钢锭占总数的1.8%,而美国Inconel718合金中出现黑斑的几率几乎为0。同时,其S、O含量和其它杂质元素含量比国产料要低。可见GH4169合金和美国Inconel718合金的冶金质量还有一定差距。图示如下。

 
表:我国部分高温合金牌号及其国外对标牌号
资料来源:中国报告网整理,转载请注明出处(GQ)

更多好文每日分享,欢迎关注公众号

【版权提示】观研报告网倡导尊重与保护知识产权。未经许可,任何人不得复制、转载、或以其他方式使用本网站的内容。如发现本站文章存在版权问题,烦请提供版权疑问、身份证明、版权证明、联系方式等发邮件至kf@chinabaogao.com,我们将及时沟通与处理。

我国光伏支架行业:跟踪支架渗透率偏低 发展潜力更大 多家企业积极拓展海外市场

我国光伏支架行业:跟踪支架渗透率偏低 发展潜力更大 多家企业积极拓展海外市场

我国光伏新增装机容量由2019年的30.1GW增长至2024年的277.17GW,年均复合增长率达55.90%;2025年1-5月其新增装机容量迎来爆发式增长,达到197.85GW,较去年同期增长149.97%。其中,5月新增装机容量92.92GW,同比暴涨388.03%。此外,截至2025年5月底,我国光伏累计装机容

2025年07月11日
我国高温合金行业产需缺口逐渐扩大 本土企业正加速追赶国际先进水平

我国高温合金行业产需缺口逐渐扩大 本土企业正加速追赶国际先进水平

高温合金凭借其在高温环境下卓越的机械性能和抗腐蚀能力,已成为航空发动机热端部件不可或缺的关键材料。在现代航空发动机中,高温合金的用量占比高达40%-60%,凸显其不可替代的重要地位。随着经济的不断发展和人民生活水平的提高,航空出行已经成为大众化的交通运输方式。在航空出行需求推动下,近年来我国民航全行业运输飞机期末在册架

2025年07月09日
我国有色金属冶炼行业发展向好 经营效益持续提升 beplay下载软件
化、绿色化已成必然趋势

我国有色金属冶炼行业发展向好 经营效益持续提升 beplay下载软件 化、绿色化已成必然趋势

有色金属冶炼是全球基础工业中的一个重要组成部分,市场发展受到经济和技术以及市场需求等各方面因素影响。进入21世纪以来,我国有色金属冶炼工业高速发展,逐步摆脱以往粗放的生产模式,冶炼加工技术日趋成熟,部分工艺已经达到世界领先水平。与此同时,随着我国新材料、军工、新能源汽车、航空航天等行业的快速发展,我国有色金属冶炼行业保

2025年07月05日
我国银粉市场供不应求 行业国产替代空间广阔 未来发展将更加侧重于技术创新

我国银粉市场供不应求 行业国产替代空间广阔 未来发展将更加侧重于技术创新

银粉行业起源于20世纪初,最初被用作导电材料和防腐材料。不过到20世纪50年代至60年代,电子工业的蓬勃发展推动了银粉在电子元器件制造中的广泛应用。进入20世纪70年代至80年代,计算机和通信技术的飞速进步使得银粉的需求持续攀升,同时,新制备技术的涌现以及新应用领域的开发也为银粉行业注入了新的活力。进入21世纪后,纳米

2025年06月27日
我国微细球形铝粉行业:应用领域不断延伸 高端产品存在明显供给缺口

我国微细球形铝粉行业:应用领域不断延伸 高端产品存在明显供给缺口

我国微细球形铝粉行业起步于20世纪50年代,经过数十年的发展,应用领域不断延伸,既包括铝颜料、耐火材料等传统应用领域,更拓展至太阳能电子浆料、火箭推进剂、核废料处理、电容器积层电极箔、半导体氮化铝等战略新兴领域。近年来我国微细球形铝粉产量和市场规模逐年递增,但高端产品供不应求。此外,截至2023年底,我国共有13家微细

2025年06月23日
“金银比”修复周期 全球白银向“工业金属主角”转型 行业长期配置价值仍存

“金银比”修复周期 全球白银向“工业金属主角”转型 行业长期配置价值仍存

当前,白银行业从“贵金属配角”向“工业金属主角”转型。不过,在供需缺口持续扩大、工业需求结构性增长及“金银比”修复的多重驱动下,白银行业仍具备长期配置价值。

2025年06月20日
我国钢帘线行业出口需求持续旺盛 产品结构正不断优化升级

我国钢帘线行业出口需求持续旺盛 产品结构正不断优化升级

近年来,我国钢帘线产量总体呈现上升态势;出口市场表现更为亮眼,出口量快速增长。同时我国钢帘线产品结构不断优化升级,预计未来将向更高强度级别升级。值得一提的是,我国钢帘线头部企业加速推进全球化布局,通过海外建厂、合资合作等方式积极拓展国际市场。

2025年06月13日
我国硅钢行业已实现从跟跑到领跑突破 “双碳”下高牌号硅钢或将迎来结构性景气

我国硅钢行业已实现从跟跑到领跑突破 “双碳”下高牌号硅钢或将迎来结构性景气

尤其是进入21世纪,我国硅钢行业更是取得了显著成就,不仅产能规模跃居世界前列,还掌握了高端取向硅钢等核心技术,满足了特高压、航天、轨道交通等领域的特殊需求。目前我国硅钢发展实现了从无到有、从跟跑至领跑的突破,硅钢“卡脖子”成为历史,有力保障了国民经济发展、国防军工和重大工程建设需求。

2025年05月31日
微信客服
微信客服二维码
微信扫码咨询客服
QQ客服
电话客服

咨询热线

400-007-6266
010-86223221
返回顶部
Baidu
map