粉末高温合金——高性能发动机涡轮盘首选材料
粉末高温合金是用粉末冶金工艺制备的高温合金,是制造先进航空发动机涡轮盘不可或缺的关键材料。用粉末冶金方法生产的高温合金,消除了宏观偏析的影响,组织均匀、细小,提高了合金的屈服和抗疲劳强度,表现出优异的综合力学性能。
国外粉末盘的发展始于20世纪60年代,80年代研制了适合损伤容限设计的第二代粉末高温合金。这类材料的特点是使用温度高、裂纹扩展速率比第一代高强型粉末高温合金明显降低,可以满足推重比10以上航空发动机结构完整性的设计要求。近年来出现了更高使用温度的“高强+损伤容限”的第三代粉末高温合金。由于粉末高温合金材料具有良好的综合力学性能和冷、热工艺性能,在先进航空发动机上已得到广泛应用,高性能粉末高温合金已成为推重比8以上的高性能发动机涡轮盘的首选材料。
20世纪80年代,中航工业航材院开始研究粉末高温合金,是国内最早进行粉末高温合金研制并应用的单位。经过20多年的发展,研制成功了第一代粉末高温合金FGH95,第二代粉末高温合金FGH96,并应用于发动机用涡轮盘及导流盘,制备出了FGH95、FGH96等氩气雾化粉末,实现了国内高温合金氩气雾化粉末从无到有的突破,研制的粉末高温合金涡轮盘性能水平达到国际同类合金的A级标准,实现了粉末高温合金盘件在高推重比航空发动机上的应用缩短了与国外先进技术在该领域的差距。