鎳基高溫合金GH4708硬度 GH708焊接性能 材質檢測

高溫合金的應用

有研究表明，航空發動機用高溫合金占高溫合金總需求一半以上，此外還廣泛應用於(yu) 電力、汽車、機械等行業(ye) 中。

（一）航空發動機

航空發動機被稱為(wei) “工業(ye) 之花”，是航空工業(ye) 中技術含量高、難度大的部件之一。作為(wei) 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高的性能要求。

航空發動機的技術進步與(yu) 高溫合金的發展密切相關(guan) ，高溫合金是推動航空發動機發展的尤為(wei) 關(guan) 鍵的結構材料。航空發動機通常可以用其推重比（推力/重量）綜合地評定發動機的水平。提高推重比直接和的技術措施是提高渦輪前的燃氣溫度。因此高溫合金材料的性能和選擇是決(jue) 定航空發動機性能的關(guan) 鍵因素。隨著航空裝備的不斷升級，對航空發動機推重的要求比不斷提高，發動機對高性能高溫合金材料的依賴越來越大。

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，高溫合金主要用於(yu) 燃燒室、導向葉片、渦輪葉片和渦輪盤四大熱段零部件；此外，還用於(yu) 機匣、環件、加力燃燒室和尾噴口等部件。

航空發動機通常以其推重比的大小來綜合判定發動機的水平。提高推重比直接、的技術措施是提高渦輪前的燃氣溫度。

燃燒室

燃燒室的功用是把燃油的化學能釋放變為(wei) 熱能，是動力機械能源的發源地。燃燒室內(nei) 產(chan) 生的燃氣溫度在1500~2000℃之間。其餘(yu) 的壓縮空氣在燃燒室周圍流動，穿過室壁的槽孔使室壁保持冷卻。燃燒筒合金材料承受溫度可達800~900℃以上，局部可達1100℃。

用於(yu) 製造燃燒室的主要材料有高溫合金、raybet雷电竞和結構鋼；其中用量大、尤為(wei) 關(guan) 鍵的是變形高溫合金。由於(yu) 傳(chuan) 統的高溫合金板材受限於(yu) 合金的熔點的限製，現在基本已經達到其極限使用溫度，難以進一步發展。要使燃燒室用高溫合金材料進一步發展，必須研究全新的材料基體(ti) 和材料製備工藝。目前國際在研的新材料有碳/碳複合材料、高溫陶瓷材料、氧化物彌散強化合金、金屬間化合物、高溫高強鈦合金等。

導向葉片

導向葉片是調整從(cong) 燃燒室出來的燃氣流動方向的部件，是航空發動機上受熱衝(chong) 擊最大的零件之一。一般來講，導向葉片的溫度比同樣條件下的渦輪葉片溫度高約100℃，但葉片承受的應力比較低。

在熔模精鑄技術突破後，鑄造高溫合金成為(wei) 了導向葉片的主要製造材料。近年來，由於(yu) 定向凝固工藝的發展，用定向合金製造導向葉片的工藝也在試製中；此外，FWS10發動機渦輪導向器後篦齒環製造采用了氧化物彌散強化高溫合金。

渦輪盤

渦輪盤在四大熱端部件中所占大。渦輪盤工作時，輪緣溫度達550-750℃，而輪心溫度隻有300℃左右，整個(ge) 部件的溫差大；轉動時承受重大的離心力；啟動和停車過程中承受大應力低疲勞周期。

用於(yu) 渦輪盤製造的主要材料是變型高溫合金，其中G4169合金是用量大、應用範圍*的一個(ge) 主要品種。近年來，隨著航空發動機性能不斷提高，對渦輪盤要求也越來越高，粉末渦輪盤組織均勻、晶粒細小、強度高、塑性好等優(you) 點使其成為(wei) 航空發動機上理想的渦輪盤合金，但我國工藝生產(chan) 的粉末渦輪盤夾雜物較多，正在進一步研製中。

渦輪葉片

渦輪葉片是航空發動機上最關(guan) 鍵的構件，渦輪葉片的工作環境，渦輪葉片在承受高溫同時要承受很大的離心應力、振動應力、熱應力等。

用於(yu) 渦輪葉片製造的主材材料是鑄造高溫合金。近三十多年來鑄造工藝的發展，普通精鑄、定向和單晶鑄造葉片合金得到了廣泛應用。單晶合金在國際上得到了快速發展，已經發展了五代單晶合金，成為(wei) 高性能現金航空發動機高溫渦輪工作葉片的主要材料；我國在20世紀80年代開始單晶合金研製，根據專(zhuan) 著《中國高溫合金50年》（師昌緒），第二代單晶合金已經在先進發動機中進行使用。

（二）航天發動機

航天發動機中的特殊工作環境要求使其使用材料必須受高溫、高壓、高的溫度梯度變化、高動態載荷和特殊戒指的考驗，因此對材料的綜合性能和加工性能提出了很高的要求。高溫合金材料已經占據了航天發動機相當大的比重，在發動機中的應用比比例接近總重量的一半，高溫合金材料技術的發展直接影響航天發動機研製水平。

航天發動機用高溫合金原則上都可以采用航空發動機用高溫合金，但航天發動機材料除了承受高溫衝(chong) 擊外，還有低溫（-100℃以下）環境要求。由於(yu) 高溫合金精密鑄造工藝限製，過去形狀極其複雜的結構件在航天發動機上一直沒有真正加以應用。隨著工藝的進步，航天發動機上的許多關(guan) 鍵熱部件都采用了無餘(yu) 量整體(ti) 精密鑄造高溫合金精鑄件，簡化了發動機結構，降低發動機重量，減少了焊接部分，縮短研製和生產(chan) 周期，降低研製和生產(chan) 成本，提高發動機可靠性。隨著航天發動機技術的進步，航天發動機用高溫合金逐漸呈現出複雜化、薄壁化、複合化、多位一體(ti) 、無餘(yu) 量的趨勢。典型的有渦輪轉子、導向器、泵殼體(ti) 等。

我國的“長征”係列火箭以及“神舟”係列飛船，發動機的核心部分都采用了高溫合金材料。目前，航天領域使用的液氧煤油和液氧液氫航天運載發動機、小型渦噴渦扇發動機已經定型，並開始批量生產(chan) ，國內(nei) 對航天用高溫合金母合金和精鑄件的需求也在不斷增長，進入一個(ge) 新的增長期。

（三）民用工業(ye) 高溫合金的應用