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研发发动机耐高温合金研磨棒GH3039

更新时间:2024-11-25 18:18:02 编号:e71adi3u211333
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研发发动机耐高温合金研磨棒GH3039

关键词
航天航空用精密高温合金棒材光圆棒,航天航空耐高温紧固件合金材料,,耐高温紧固件零部件合金棒材
面向地区
品名
镍铬合金

战略角度:高温合金材料是航空航天领域的战略军事物资,对于提高航空发动机性能、实现航空发动机国产化具有重要作用。我国从上世纪60年代开始发展国产航空发动机,历经坎坷,已经取得了进步。但是,与国外发动机相比,国产涡扇发动机的推重比这一重要指标仍然落后。提高航空航天发动机的工作温度,核心手段是应用高温合金材料。航空发动机高温合金用量达到50%以上,被誉为“航空发动机的基石材料”。

国内发展
自1956年炉高温合金GH3030试炼成功,迄今为止,我国高温合金的研究、生产和应用已历经60年的发展历程。60年的高温合金发展可以分为三个阶段。
个阶段:从1956年至20世纪70年代初是我国高温合金的创业和起始阶段。本阶段主要是仿制前苏联高温合金为主体的合金系列,如:GH4033,GH4049,GH2036,GH3030,K401和K403等。
第二个阶段:从20世纪70年代中至90年代中期,是我国高温合金的提高阶段。主阶段主要试制欧美型号的发动机,提高高温合金生产工艺技术和产品质量控制。
第三阶段:从20世纪90年代中至今,是我国高温合金的全新发展阶段。本阶段主要是应用和开发了一批新工艺,研制和生产了一系列、次的新合金。
我国的高温合金研究主要研究单位是钢铁研究总院、北京航空材料研究院、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,主要生产企业有:中航工业、钢研高纳、炼石有色、抚顺特钢、高钢特钢和第二重型机械集团万航模锻厂(二重)等。在此基础上,我国已具备了高温合金新材料、新工艺自主研发和研究的能力。
虽然高温金属合金材料在我国已发展近60年,但行业发展仍处于成长期。由于高温金属合金材料领域具有较高技术含量,该行业企业拥有较深护城河。我国高温金属合金每年需求量在2万吨以上,国内年生产量在1万吨左右,市场容量超过80亿元,其中进口占比较大。未来20年我国各类军机采购需求在2800架左右,民用飞机采购数量在5400架左右,对应的高温合金需求在1500亿以上,再加上500亿的燃气轮机需求,仅高温合金空间一项就有2000亿的市场空间即将打开。
我国生产能力与需求相比存在两个缺口:
(1)生产能力不足。我国高温合金生产企业数量有限,生产能力与需求之间存在较大缺口,在燃气轮机、核电等领域的高温合金主要还依赖进口。
(2)产品难以满足应用需求。我国的高温合金生产水平与美国、俄罗斯等国有着较大差距,随着我国研制更的航空航天发动机,高温合金材料在供应上存在无法满足应用需求的现象

发展前景
1、含铼单晶叶片的研究在单晶的成分设计中,要兼顾合金性能和工艺性能,由于单晶中不存在晶界,并应用在较为苛刻的环境下,所以引入了某些具有特殊作用的合金元素。随着单晶合金的发展,合金的化学成分具有如下变化趋势:引入Re元素,引入Ru、Ir等铂族元素,增加难熔元素W、Mo、Re、Ta的含量;难熔元素的加入总量增加,C、B、Hf等元素从“完全去除”转为“使用”;降低Cr含量从而允许加入更多其他的合金化元素而保持组织稳定。含铼单晶叶片大幅提升了其耐温能力及蠕变强度。以PW公司的PWA1484、RR的CMSX-4,GE公司的Rene′N5为代表的第二代单晶合金与代单晶合金相比,通过加入3%的铼元素、适当增大了钴和钼元素的含量,使其工作温度提高了30℃,持久强度与抗氧化腐蚀能力达到很好的平衡。含铼单晶叶片是未来航空发动机涡轮叶片的趋势。单晶叶片由于其耐温能力、蠕变强度、热疲劳强度、抗氧化性能和抗腐蚀特性较定向凝固柱晶合金有了显著提高,从而很快得到了航空燃气涡轮发动机界的普遍认可,几乎所有航空发动机都采用了单晶合金用作涡轮叶片。

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