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2016-07-29     航空發動機被稱為“工業之花”，是航空工業中技術含量最高、難度最大的部件之一。作為飛機動力裝置的航空發動機，特別重要的是金屬結構材料要具備輕質、高強、高韌、耐高溫、抗氧化、耐腐蝕等性能，這幾乎是結構材料中最高的性能要求。
　　
　　高溫合金是能夠在600℃以上及一定應力條件下長期工作的金屬材料。高溫合金是為了滿足現代航空發動機對材料的苛刻要求而研制的，至今已成為航空發動機熱端部件不可替代的一類關鍵材料。目前，在先進的航空發動機中，高溫合金用量所占比例已高達50%以上。
　　
　　自1956年第一爐高溫合金GH3030試煉成功，迄今為止，我國高溫合金的研究、生產和應用已歷經60年的發展歷程。60年的高溫合金發展可以分為三個階段。
　　
　　第一個階段：從1956年至20世紀70年代初是我國高溫合金的創業和起始階段。本階段主要是仿制前蘇聯高溫合金為主體的合金系列，如：GH4033，GH4049，GH2036，GH3030，K401和K403等。
　　
　　第二個階段：從20世紀70年代中至90年代中期，是我國高溫合金的提高階段。主階段主要試制歐美型號的發動機，提高高溫合金生產工藝技術和產品質量控制。
　　
　　第三階段：從20世紀90年代中至今，是我國高溫合金的全新發展階段。本階段主要是應用和開發了一批新工藝，研制和生產了一系列高性能、高檔次的新合金。
　　
　　目前，我國的高溫合金研究主要研究單位是鋼鐵研究總院、北京航空材料研究院、中國科學院金屬研究所、北京科技大學、東北大學、西北工業大學等，主要生產企業有：中航工業、鋼研高納、煉石有色、撫順特鋼、高鋼特鋼和第二重型機械集團萬航模鍛廠（二重）等。在此基礎上，我國已具備了高溫合金新材料、新工藝自主研發和研究的能力。
　　
　　在現代先進的航空發動機中，高溫合金材料用量占發動機總量的40%~60%。在航空發動機上，高溫合金主要用于燃燒室、導向葉片、渦輪葉片和渦輪盤四大熱段零部件；此外，還用于機匣、環件、加力燃燒室和尾噴口等部件。

2017-04-21據新華社電，6日，中國空軍運-20飛機授裝接裝儀式在空軍航空兵某部舉行，中央軍委副主席許其亮出席儀式?？哲娦侣劙l言人申進科表示，我國自主發展的運-20飛機正式列裝空軍航空兵部隊，標志著空軍戰略投送能力邁出關鍵性一步。中投證券認為，運-20是中航飛機(000768,股吧)拳頭產品，新型飛機服役將帶動上游航材需求，高溫合金、鈦材和航空鍛件需求有望提升。

運-20飛機是空軍戰略性、標志性、引領性裝備，是我國自行研制的一種200噸級大型、多用途運輸機，可在復雜氣象條件下，執行各種物資和人員的長距離航空運輸任務。該機的順利研制并正式列裝部隊，實現了空中戰略投送裝備自主發展重大突破，標志著我國航空設計制造能力邁上新臺階，對推進我國經濟和國防現代化建設，提高空軍戰略投送能力具有重要意義。

中投證券研報顯示，運-20從開始研制到交付僅僅用了8年，表明我國航空工業的巨大進步。運-20等新型飛機研制成功將拉動上游材料需求，有望改善相關供應商整體盈利水平。其中，高溫合金和鈦材有望率先受益。

另外，我國發動機項目也在抓緊研制中，對材料需求構成支撐。從最新動態來看，7月4日至5日，工信部在上海組織召開大型客機發動機驗證機項目初步設計評審暨轉入詳細設計階段會議。工信部副部長辛國斌表示，要把握機遇，充分認識我國航空發動機發展的戰略意義，積極推動驗證機研制各項工作，全面完成詳細設計階段任務。另外，北京市工商局企業信用信息公示系統顯示，中國航空發動機集團有限公司已于5月31日成立，注冊資本500億元。

航空發動機項目的快速推進和下游需求增長，為高溫合金材料帶來巨大需求。據券商研報介紹，高溫合金占發動機總重量的40%-60%，航空發動機推重比的提高，70%以上的貢獻來自材料技術。目前來看，全球范圍內能夠生產航空航天用高溫合金的企業不超過50家，整個行業具有較為明顯的寡頭特征。對于涉及航天航空應用領域的高溫合金鋼產品，發達國家均對外進行嚴密管控。

為提升高溫合金材料技術，工信部發布了《國家增材制造產業發展推進計劃(2015-2016年)》 ，明確要求突破高溫合金等材料技術。隨著?？哲娧b備建設提速，以及民用航空市場需求增長，我國發動機及燃氣輪機需求規模將超萬億，高溫合金需求有望超過2000億元。券商研報認為，萬澤股份(000534,股吧)通過引入核心技術團隊，戰略轉型高溫合金領域，在高溫合金母合金技術研發方面已成功熔煉近300 爐，建立了超高純度高溫合金熔煉核心技術體系。鋼研高納(300034,股吧)主要從事航空航天材料中高溫合金材料的研發、生產和銷售，具有國內幾乎所有牌號高溫合金生產的技術和能力。

2018-11-19     人們現在關心的是，高溫合金中的“大哥大”鎳基合金在經歷了40多年的不斷進步之后，是否已經接近其使用極限？畢競，基體鎳的熔點也只有l453℃。

高溫合金材料在化工、發電、航空及航天、原子反應堆等許多領域都得到日益廣泛的應用，其使用溫度也在逐年提高。然而，社會的進步為高溫合金提出更高的永無止境的要求。


我們是繼續挖掘其潛力，還是尋求別的材料來代替它？目前還難以圓滿地回答這些疑問。
雖然鈮基、鋁基、鎢基等高溫合金的耐熱溫度高于鎳基高溫合金，但由于資源貯量及制造工藝等方面存在的問題使它們難以全面替代鎳基合金。
高溫陶瓷材料的耐熱溫度高于鎳基合金幾百度，用它們制作陶瓷發動機已有成功運行的報道，但目前價格上的巨大差異也使陶瓷發動機至少在近期難以取代高溫合金。
因此，近期內鎳基高溫合金作為發動機心臟的地位是不會動搖的。隨著表面處理技術及冷卻技術的采用和完善，高溫合金的使用溫度有望進一步提高，使之伴隨著航空及航天飛機向更高、更遠的目標前進。
形狀記憶合金是一種具有特殊記憶功能的金屬材料，這類材料在經歷一定塑性變形后，能在一定條件下自動恢復其原來形狀，具有這樣性質的金屬材料統稱為形狀記憶合金。
這類金屬材料己在太空天線、管道接頭、醫學等方面獲得了應用，并且發展的勢頭也十分喜人。

2018-05-30高溫合金是在高溫嚴酷的機械應力和氧化、腐蝕環境下應用的一類合金。隨著科技事業的發展，高溫合金逐漸形成六個較為完整的部分。
一、變形高溫合金
變形高溫合金是指可以進行熱、冷變形加工，工作溫度范圍-253～1320℃，具有良好的力學性能和綜合的強、韌性指標，具有較高的抗氧化、抗腐蝕性能的一類合金。按其熱處理工藝可分為固溶強化型合金和時效強化型合金。
1、固溶強化型合金
使用溫度范圍為900～1300℃，最高抗氧化溫度達1320℃。例如GH128合金，室溫拉伸強度為850MPa、屈服強度為350MPa；1000℃拉伸強度為140MPa、延伸率為85%,1000℃、30MPa應力的持久壽命為200小時、延伸率40%。固溶合金一般用于制作航空、航天發動機燃燒室、機匣等部件。
2、時效強化型合金
使用溫度為-253～950℃，一般用于制作航空、航天發動機的渦輪盤與葉片等結構件。制作渦輪盤的合金工作溫度為-253～700℃,要求具有良好的高低溫強度和抗疲勞性能。例如：GH4169合金，在650℃的最高屈服強度達1000MPa；制作葉片的合金溫度可達950℃，例如：GH220合金，950℃的拉伸強度為490MPa，940℃、200MPa的持久壽命大于40小時。
變形高溫合金主要為航天、航空、核能、石油民用工業提供結構鍛件、餅材、環件、棒材、板材、管材、帶材和絲材。
二、鑄造高溫合金
鑄造高溫合金是指可以或只能用鑄造方法成型零件的一類高溫合金。其主要特點是：
1.具有更寬的成分范圍由于可不必兼顧其變形加工性能，合金的設計可以集中考慮優化其使用性能。如對于鎳基高溫合金，可通過調整成分使γ’含量達60%或更高，從而在高達合金熔點85%的溫度下，合金仍能保持優良性能。
2.具有更廣闊的應用領域由于鑄造方法具有的特殊優點，可根據零件的使用需要，設計、制造出近終形或無余量的具有任意復雜結構和形狀的高溫合金鑄件。
根據鑄造合金的使用溫度，可以分為以下三類：
第一類：在-253～650℃使用的等軸晶鑄造高溫合金這類合金在很大的范圍溫度內具有良好的綜合性能，特別是在低溫下能保持強度和塑性均不下降。如在航空、航天發動機上用量較大的K4169合金，其650℃拉伸強度為1000MPa、屈服強度850MPa、拉伸塑性15%；650℃，620MPa應力下的持久壽命為200小時。已用于制作航空發動機中的擴壓器機匣及航天發動機中各種泵用復雜結構件等。
第二類：在650～950℃使用的等軸晶鑄造高溫合金這類合金在高溫下有較高的力學性能及抗熱腐蝕性能。例如K419合金，950℃時，拉伸強度大于700MPa、拉伸塑性大于6%；950℃，200小時的持久強度極限大于230MPa。這類合金適于用做航空發動機渦輪葉片、導向葉片及整鑄渦輪。
第三類：在950～1100℃使用的定向凝固柱晶和單晶高溫合金這類合金在此溫度范圍內具有優良的綜合性能和抗氧化、抗熱腐蝕性能。例如DD402單晶合金，1100℃、130MPa的應力下持久壽命大于100小時。這是國內使用溫度最高的渦輪葉片材料，適用于制作新型高性能發動機的一級渦輪葉片。
隨著精密鑄造工藝技術的不斷提高，新的特殊工藝也不斷出現。細晶鑄造技術、定向凝固技術、復雜薄壁結構件的CA技術等都使鑄造高溫合金水平大大提高，應用范圍不斷提高。
三、粉末冶金高溫合金
采用霧化高溫合金粉末，經熱等靜壓成型或熱等靜壓后再經鍛造成型的生產工藝制造出高溫合金粉末的產品。采用粉末冶金工藝，由于粉末顆粒細小，冷卻速度快，從而成分均勻，無宏觀偏析，而且晶粒細小，熱加工性能好，金屬利用率高，成本低，尤其是合金的屈服強度和疲勞性能有較大的提高。
FGH95粉末冶金高溫合金，650℃拉伸強度1500MPa；1034MPa應力下持久壽命大于50小時，是當前在650℃工作條件下強度水平最高的一種盤件粉末冶金高溫合金。粉末冶金高溫合金可以滿足應力水平較高的發動機的使用要求,是高推重比發動機渦輪盤、壓氣機盤和渦輪擋板等高溫部件的選擇材料。
四、氧化物彌散強化(ODS)合金
是采用獨特的機械合金化(MA)工藝，超細的(小于50nm)在高溫下具有超穩定的氧化物彌散強化相均勻地分散于合金基體中，而形成的一種特殊的高溫合金。其合金強度在接近合金本身熔點的條件下仍可維持，具有優良的高溫蠕變性能、優越的高溫抗氧化性能、抗碳、硫腐蝕性能。
目前已實現商業化生產的主要有三種ODS合金：
MA956合金在氧化氣氛下使用溫度可達1350℃，居高溫合金抗氧化、抗碳、硫腐蝕之首位?？捎糜诤娇瞻l動機燃燒室內襯。
MA754合金在氧化氣氛下使用溫度可達1250℃并保持相當高的高溫強度、耐中堿玻璃腐蝕?，F已用于制作航空發動機導向器蓖齒環和導向葉片。
MA6000合金在1100℃拉伸強度為222MPa、屈服強度為192MPa；1100℃，1000小時持久強度為127MPa，居高溫合金之首位，可用于航空發動機葉片。
五、金屬間化合物高溫材料
金屬間化合物高溫材料是近期研究開發的一類有重要應用前景的、輕比重高溫材料。十幾年來，對金屬間化合物的基礎性研究、合金設計、工藝流程的開發以及應用研究已經成熟，尤其在Ti-Al、Ni-Al和Fe-Al系材料的制備加工技術、韌化和強化、力學性能以及應用研究方面取得了令人矚目的成就。
Ti3Al基合金(TAC-1)，TiAl基合金(TAC-2)以及Ti2AlNb基合金具有低密度(3.8～5.8g/cm3)、高溫高強度、高鋼度以及優異的抗氧化、抗蠕變等優點，可以使結構件減重35～50%。Ni3Al基合金，MX-246具有很好的耐腐蝕、耐磨損和耐氣蝕性能，展示出極好的應用前景。Fe3Al基合金具有良好的抗氧化耐磨蝕性能，在中溫(小于600℃)有較高強度，成本低，是一種可以部分取代不銹鋼的新材料。
六、環境高溫合金
在民用工業的很多領域，服役的構件材料都處于高溫的腐蝕環境中。為滿足市場需要，根據材料的使用環境，歸類出系列高溫合金。
1、高溫合金母合金系列
2、抗腐蝕高溫合金板、棒、絲、帶、管及鍛件
3、高強度、耐腐蝕高溫合金棒材、彈簧絲、焊絲、板、帶材、鍛件
4、耐玻璃腐蝕系列產品
5、環境耐蝕、硬表面耐磨高溫合金系列
6、特種精密鑄造零件(葉片、增壓渦輪、渦輪轉子、導向器、儀表接頭)
7、玻棉生產用離心器、高溫軸及輔件8、鋼坯加熱爐用鈷基合金耐熱墊塊和滑軌
9、閥門座圈
10、鑄造“U”形電阻帶

2020-03-23耐高溫合金材料采用化學法又稱孕育劑法、添加劑法等?；瘜W法晶粒細化的原理是向液態高溫合金中加入大量的形核能力很強的異質晶核，增加結晶的形核率，達到細化高溫合金鑄造晶粒的目的。加入的晶粒細化劑應具有如下主要特點，即穩定性非常好，熔點高，不溶解進入高溫合金溶體，或者添加劑加入液態高溫合金中，其中某元素與鋼液反應形成穩定的異質核心；其次異質形核劑顆粒與固相之間存在良好的晶格匹配關系，從而使固相顆粒與將要凝固的固相間的潤濕角很小。

為了提高耐高溫合金材料抗熱腐蝕鑄造高溫合金疲勞性能和抗裂紋擴展能力，采用添加劑法細化晶粒組織。在真空爐內熔化耐高溫合金材料合金后，分別加入Ni3Al、Ni2Al3、ZrC、NbC和B等五種孕育劑，并澆注成38mm圓柱，結果表明對耐高溫合金材料晶粒細化效果由好到差的順序是Ni2Al3、B、NbC、ZrC和Ni3Al。采用高的澆注溫度和低的模溫，添加Ni2Al3************，晶粒度平均達ASTM 11~12級。晶粒細化后的疲勞性能明顯提高，例如700℃，450MPa的低周疲勞斷裂循環周次由粗晶粒的3494~6531次提高到細晶的9782~12749次，提高2~3倍。

耐高溫合金材料采用孕育劑法細化鑄件表層晶粒收到了良好效果。用高溫合金生產渦輪空心葉片時，將CoO粉涂在模殼內表面，當澆注葉片時，葉片表面由于存在大量異質晶核，而使表層晶粒細化，細化層約2mm。氧化鈷在鑄造過程中被合金中活潑元素如Al、Ti等還原，在耐高溫合金材料的表面上生成金屬鈷。鈷不但與鑄件基體相晶型相同，而且晶格常數相近，因而潤濕角最小，所以細化效果良好，疲勞強度明顯改善，700℃，107周高周疲勞強度由280MPa提高到300MPa。

耐高溫合金材料采用Co2O3＋Al2O3粉，經1300℃焙燒后，變為蘭色粉末，球磨過篩(+80，-120目)后，以1︰3.5的硅熔膠或硅酸乙脂和焙燒粉制成涂料，涂在臘型上，然后制成模殼，燒注K444合金試樣，經低倍腐蝕，發現細化效果良好，平均晶粒尺寸2~3mm。其機理為Co2O3與Al2O3在高溫下發生化學反應，在模殼內表面形成穩定的CoAl2O4，起異質結晶核心作用，增加形核率，從而獲得細小等軸晶，這種方法在國內正廣泛應用。

2018-04-09      航空發動機用高溫合金占高溫合金需求的一半以上。隨著國內一批新型號航空發動機進入量產，高溫合金需求有望快速增長。以殲10B、殲15、殲16為代表的多款三代半戰斗機陸續進入列裝，WS-10發動機需求持續增長。未來幾年，隨著國產大型運輸機運20的投產，大涵道比發動機將進入量產階段；小涵道比中推、小推航空發動機也將逐步進入量產。國產航空發動機需求的增長將驅動航空用高溫合金需求進入快速增長期。
      高溫合金在民用工業中的應用也越來越廣泛。高溫合金在燃氣輪機、車用渦輪增壓器、核電、石油石化等行業有著重要的應用。工業化的推進和國內高端裝備制造業的發展將持續拉動民用工業對高溫合金的需求，目前民用高溫合金占總需求的20%，未來這一比例有望持續提升。
       我們根據測算認為，到2020年，我國高溫合金需求約為4萬噸，對應市場空間90.5億元：航空發動機、汽車廢氣渦輪增壓器、核電工業用高溫合金需求的增長將驅動行業需求的爆發。而目前，我國高溫合金產能約1.26萬噸，實際產量8000-9000噸左右。高溫合金未來7年的需求復合增長率有望超過20%。

2017-11-27GH3128（GH128）是以鎢、鉬固溶強化并用硼、鈰、鋯強化晶界的鎳基合金，具有高的塑性，較高的持久蠕變強度以及良好的抗氧化性和沖壓、焊接等性能。
GH3128(GH128) 材料的技術標準
GJB 1952-1994 《航空用高溫合金冷軋薄板規范》
GJB 2612-1996 《焊接用高溫合金冷拉絲材規范》
GJB 3317-1998 《航空用高溫合金熱軋板規范》

2016-06-14      高溫合金的發展歷史，是人類孜孜不倦追求進步的真實寫照。高溫合金的開發從1940年左右燃氣輪機的實際應用開始，至今50多年。高溫合金的使用溫度以平均每年提高10℃的Z溫度增加，從當初的650℃發展到今天的門00℃左右。
      在以前，從最早使用的鐵基高溫合金(亦即耐熱鋼)、鉆基合金，至5年代又開發出被譽為“發動機心臟”的鎳基高溫合金，在這三不合金中，鎳基高溫合金是目前使用最為廣泛、使用溫度最高的卡金材料。為了兼顧抗氧化性及熱強性，科研工作者近年來還開用了計算機輔助設計進行合金成分的確定，從而使高溫合金分成分漸趨完全合理化。
      在制造工藝上，定向凝固技術，快速凝固技術，粉末冶金，機械合金化等工藝都分別應用于高溫合金的話備，使其性能不斷提高。
      在許許多多的用途中，高溫合金在噴氣發動機及燃氣輪秒中的應用最引人注目。由于內燃機的熱效率在很大程度上決定于燃氣進口溫度與出口溫度之差，該值越大，熱效率越高。而辯效率若增高1％，其節能和提高功率的意義也是非凡的。燃熾溫度的提高，受制于材料的耐熱溫度，這是人們一直在尋求提高高溫合金使用溫度的根本原因之一。
      隨著材料的進步以及冷卻技術及制備技術的提高，禍輪進口溫度已從50年代的800℃發展到1400℃左右，這也是高溫合金使用溫度最高、效果最顯著的領域之一。熱效率也相應地從20％升高到30％。

2022-02-28在民用工業的很多領域，服役的構件材料都處于高溫的腐蝕環境中。為滿足市場需要，根據材料的使用環境，歸類出系列高溫合金。

1、高溫合金母合金系列

2、抗腐蝕高溫合金板、棒、絲、帶、管及鍛件

3、高強度、耐腐蝕高溫合金棒材、彈簧絲、焊絲、板、帶材、鍛件

4、耐玻璃腐蝕系列產品

5、環境耐蝕、硬表面耐磨高溫合金系列

6、特種精密鑄造零件（葉片、增壓渦輪、渦輪轉子、導向器、儀表接頭）

7、玻棉生產用離心器、高溫軸及輔件8、鋼坯加熱爐用鈷基合金耐熱墊塊和滑軌

9、閥門座圈

10、鑄造“U”形電阻帶

11、離心鑄管系列

12、納米材料系列產品

13、輕比重高溫結構材料

14、功能材料（膨脹合金、高溫高彈性合金、恒彈性合金系列）

15、生物醫學材料系列產品

16、電子工程用靶材系列產品

17、動力裝置噴嘴系列產品

18、司太立合金耐磨片

19、超高溫抗氧化腐蝕爐輥、輻射管。

2020-09-01不含或少含鋁、鈦的高溫合金，一般采用電弧爐或非真空感應爐冶煉。含鋁、鈦高的高溫合金如在大氣中熔煉時，元素燒損不易控制，氣體和夾雜物進入較多，所以應采用真空冶煉。為了進一步降低夾雜物的含量，改善夾雜物的分布狀態和鑄錠的結晶組織，可采用冶煉和二次重熔相結合的雙聯工藝。冶煉的主要手段有電弧爐、真空感應爐和非真空感應爐；重熔的主要手段有真空自耗爐和電渣爐。高溫合金 固溶強化型合金和含鋁、鈦低（鋁和鈦的總量約小于4.5%）的合金錠可采用鍛造開坯；含鋁、鈦高的合金一般要采用擠壓或軋制開坯，然后熱軋成材，有些產品需進一步冷軋或冷拔。直徑較大的合金錠或餅材需用水壓機或快鍛液壓機鍛造。合金化程度較高、不易變形的合金，目前廣泛采用精密鑄造成型，例如鑄造渦輪葉片和導向葉片。為了減少或消除鑄造合金中垂直于應力軸的晶界和減少或消除疏松，近年來又發展出定向結晶工藝。這種工藝是在合金凝固過程中使晶粒沿一個結晶方向生長，以得到無橫向晶界的平行柱狀晶。實現定向結晶的首要工藝條件是在液相線和固相線之間建立并保持足夠大的軸向溫度梯度和良好的軸向散熱條件。此外，為了消除全部晶界，還需研究單晶葉片的制造工藝。粉末冶金工藝，主要用以生產沉淀強化型和氧化物彌散強化型高溫合金。這種工藝可使一般不能變形的鑄造高溫合金獲得可塑性甚至超塑性。