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高性能粉末高温合金材料技术

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本项目的技术创新点主要有:

1)创立了基于国情的具有自主知识产权的高性能粉末盘研制技术体系,建立了完善的重大及专用硬件设备保障体系;

2)基于材料合金成分、微观结构、力学性能和工艺性能的内在关联性,采用“成分高通量设计-集成缺陷控制-成形成性协同-综合性能评价”技术路线,建立了高温高强损伤容限型高性能粉末高温合金材料体系和工业制备成套技术;

3)创建了粉末表面改性处理预制坯、热等静压致密化锭坯、热挤压棒坯的粉末盘集成制坯技术,确保了组合热工艺完整性;

4)基于热挤压提供的细晶预制坯,结合高通量热模拟和计算机数值模拟技术,掌握高温合金设计及粉末盘件形性协同控制的高品质制造技术规律

5)建立了完善的高性能粉末盘缺陷集成控制及高精度检测体系,开发零缺陷粉末冶金涡轮盘制造工艺路线解决了原始颗粒边界PPB,热诱导孔隙TIP,陶瓷夹杂物,异常粗晶在热加工过程中缺陷控制难题,实现了高纯净化和高冶金质量制造。

航发优材(镇江)高温合金有限公司的依托单位中国航发北京航空材料研究院已建立了高性能粉末高温合金材料研制、粉末涡轮盘制造相关的热加工、冷加工、检测表征以及硬件设备工装设计制造的复杂技术体系,建设了自动化程度高、质量稳定先进的粉末盘研究与生产全套系列化设备条件。未来将在航发优材(镇江)高温合金有限公司实现高压涡轮盘、高压压气机盘、涡轮盘轴、封严盘、导流盘等高温合金材料的批产,全面满足先进航空发动机对粉末盘产品应用需求。该项目具有重要的战略意义和显著的经济效益。  一方面将解决在研在役飞机用高推重比发动机和直升机用高功重比发动机对粉末高温合金盘件的迫切需求,另外将使我国粉末高温合金涡轮盘在大型运输机和大型客机用发动机上的应用开创一个新局面,使发动机的耐温能力和性能得到较大幅度提高,可有效提高发动机的性能、可靠性,延长涡轮盘的使用寿命,从而显著提升我国的航空发动机涡轮盘制造水平和运输能力,实现航空发动机高性能涡轮盘的国内自主保障能力,全面满足国家战略需求。另一方面,该项目具有较高的经济效益,根据国内军、民用发动机的高压涡轮盘、低压涡轮盘、压气机盘、封严盘、高压涡轮前、后挡板、导流盘、等各种型号粉末高温合金零件的需求,预计未来粉末高温合金产品的年销售可达5亿元以上。另外,该项目所形成的单项技术和派生技术还可面向增材制造、粉末冶金高速钢等国民经济其它领域推广应用。


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