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具備研發能力的技術介紹

發布時間:2012-11-15字體:【 】   【打印】   【關閉

先進高溫結構材料技術(主體技術)

主要指材料及其構件精密成形技術,包括:鑄造高溫結構材料技術、噴射成形高溫結構材料及變形高溫合金技術、粉末高溫結構材料技術等。

鑄造高溫結構材料技術(關鍵技術)

主要針對先進發動機渦輪葉片和大型、整體復雜薄壁結構件進行高性能高溫結構材料的設計、研制及其高溫結構材料的精密鑄造工藝技術研究。通過多年來不斷開展基礎研究、應用基礎研究以及型號技術攻關,目前在細晶鑄造技術、定向及單晶渦輪葉片制造技術、雙性能盤精鑄技術、陶瓷型芯技術、大型薄壁復雜構件技術方面的研究突破填補了國內相應領域的空白。具有成批生產各類高溫合金鑄件以及大量提供優質熔模精鑄型芯、蠟模、型殼的能力,成功服務于航空、航天、石化、船舶、能源、醫療等領域。

所研制的K系列等軸晶合金、DZ系列定向高溫合金、DD系列單晶合金、IC系列金屬間化合物合金在航空、航天等領域獲得廣泛應用。代表性的等軸晶合金包括K465、K447、K403、K405、K406、K19H等,其中K465合金制備工藝獲得集團公司科技進步二等獎。研制的第一代定向合金包括DZ125、DZ22、DZ4、金屬間化合物基定向合金IC6、IC10等,DZ系列合金在飛機發動機上得到了較成熟的應用。IC6、 IC10合金應用于發動機導向葉片,、第二代定向合金如DZ6等處于工程應用階段,第三代定向合金DZ12正處于研制初期。

先后研制成功了第一代單晶合金DD3、DD2、DD4等,其中DD3合金已成功應用于飛機發動機。目前世界上只有美、英、俄少數國家能夠研制第二代單晶合金空心渦輪葉片,成功研制了第二代單晶合金DD6,并在某發動機上獲得了應用,為我國第四代航空發動機的發展提供了先進材料技術支撐。其應用研究專項于2010年通過了總裝驗收,得到了高度評價。DD6單晶合金已被選為世紀重大成果,并永遠保存在中華世紀壇里。“十一五”期間已開展了第三代單晶合金DD10和DD9合金的探索研究。

已成熟掌握陶瓷型芯及型殼制備技術,處于國內領先水平,已經成功應用國內多種型號葉片及整體精鑄件的生產中,并初步向系列化、規模化生產發展。

噴射成形高溫結構材料及變形高溫合金技術

噴射高溫結構材料及變形高溫合金技術主要針對發動機渦輪盤、環形件部件進行合金研制、工藝技術研究;

在全國率先開展了噴射成形高溫合金研究,掌握了高溫合金噴射成形方面的多項關鍵技術,成功利用噴射成形技術制備渦輪盤、環形件、火焰筒等部件。上世紀九十代初在總裝預研項目等資助下,自行設計制造了國內第一臺噴射成型裝置,并進行多種難變形高溫合金的噴射成形技術研究,其中噴射成形GH742和GH742y合金渦輪盤通過了地面試車考核。與德國ALD公司、英國Osprey公司聯合設計了一臺300kg級噴射成形裝置,是國際上第一臺將雙掃描霧化技術、真空熔煉技術相結合的噴射成形裝置,已成功制出大尺寸高溫合金沉積坯。自主研制的150kg級霧化制粉裝置能夠進行負壓霧化,制備的粉末滿足粉末渦輪盤研制要求。基于噴射成形的液態金屬霧化技術制備AA粉,其工藝逐漸成為我國粉末渦輪盤制備的主流工藝,已應用于多個型號發動機粉末渦輪盤、封嚴環的研制。

此外,引進的冷壁坩堝熔煉與霧化裝置,用于進行TiAl合金粉末的制備及成形技術的研究。此技術將應用于航空、航天發動機的零、部件以及超高速飛行器的翼、殼體,飛行器發動機及推進系統耐熱部件,新一代超音速巡航導彈結構部件等。 

開展了噴射成形高速鋼的探索和應用基礎研究,并得到國家支撐計劃的支持,成功制備噴射成形高速鋼T15,S390,2060等,其具有較好的組織結構、低的氧含量及優良的性能,已制備出噴射成形鉆頭、銑刀、拉刀等。

在變形高溫合金方面,于50年代研制出國內第一個變形高溫合金GH3030,并成功應用于第一臺航空發動機。其后又參與研制了GH3033合金和GH34合金,到1957年底,WP5發動機用的3種高溫合金全部試制成功。隨后,又試制成功GH2036、GH4037、GH3039、GH3044和GH3049合金。這些合金都是制仿制原蘇聯的合金中,我院側重合金的使用性能和應用研究。這些研究滿足了WP5、WP6和WP7發動機試制的需要。

成功地研究出了我國第一個鐵基高溫合金GH1140(當時叫GR-2合金),并在十多種發動機得到了使用,隨后研制發展了鐵基板材高溫合金GH15、GH16等。

 

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