用粉末冶金方式生產(chǎn)高溫合金,由于粉末顆粒由微量液體金屬快速冷凝而成,成分偏析僅被限制在粉末顆粒的尺寸之內(nèi),能很好的解決成分偏析等問(wèn)題,從而提高了高溫合金的應(yīng)用溫度,這種工藝在發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)獲得了巨大成功,也成為世界各國(guó)高溫合金發(fā)展水平的一個(gè)標(biāo)志。
在粉末高溫合金研制領(lǐng)域中,美、俄居世界*地位。其中美國(guó)作為*早開展該方面的研究的國(guó)家,以NASA格林研究中心(GRC)為預(yù)研先鋒,GE、P&WA兩大發(fā)達(dá)機(jī)公司應(yīng)用的模式,取得了大批研究成果。美國(guó)研制的粉末高溫合金占總數(shù)的近70%,*代高強(qiáng)型René95合金、第二代損傷容限型René88合金和第三代高強(qiáng)損傷容限型René104合金是其中的典型代表。
俄羅斯屬于粉末高溫合金研究的經(jīng)典強(qiáng)國(guó),其研究始于上世紀(jì)60年代末。1978年ЭП741НП粉末盤正式在軍用發(fā)動(dòng)機(jī)上使用,目前俄羅斯在擴(kuò)大了民用市場(chǎng)的開發(fā)力度,如ЭП689П等合金,就是用于民用發(fā)動(dòng)機(jī)的需求。
英、法是粉末高溫合金的研制強(qiáng)國(guó),著名的英國(guó)R-R公司于90年代研制的RR1000合金,是第三代粉末高溫合金的典型代表。法國(guó)的SNECMA公司是法國(guó)行工業(yè)和歐洲航空發(fā)動(dòng)機(jī)重要的研制基地。法國(guó)SNECMA、ONERA和EMP公司共同研制的N18合金,是專門為“陣風(fēng)”洗了戰(zhàn)斗機(jī)所用的M88渦扇發(fā)達(dá)機(jī)設(shè)計(jì)的第二代粉末高溫合金。隨后,法國(guó)又在N18合金的基礎(chǔ)上研制了NRx系列合金。其中NR3和NR6合金的顯微組織穩(wěn)定性和力學(xué)性能*為突出。
德國(guó)和日本也進(jìn)了相關(guān)方面的研制和開發(fā)。德國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)(MTU)公司發(fā)動(dòng)機(jī)使用了APK-1粉末高溫合金渦輪盤,日本對(duì)IN100、METL76、René95和AF115等粉末高溫合金以及雙性能粉末盤進(jìn)行過(guò)研究。
我國(guó)是粉末高溫合金研制的積極參與者和趕超者。國(guó)內(nèi)研究集中在北京航空材料研究所(BIAM)和鋼鐵研究總院(CISRI)。研制的合金有:以FGH4095合金(與René95成分相當(dāng))為代表的使用溫度650℃的*代高強(qiáng)型合金和以FGH4096合金(與René88DT成分相當(dāng))為代表的使用溫度750℃的第二代損傷容限型合金。其中FGH4096合金已在先進(jìn)渦扇航空發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)上得到初步應(yīng)用。
粉末冶金高溫合金是鋼鐵行業(yè)的一顆明珠,在發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用上大放異彩,鑒于國(guó)內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)與國(guó)外尚存差距,建議國(guó)內(nèi)研究人員應(yīng)跟蹤關(guān)注美、俄、英在該方面的研究進(jìn)展,加大研發(fā)力度,以使在發(fā)動(dòng)機(jī)材料方面做大材質(zhì)突破,為國(guó)家航空事業(yè)做出貢獻(xiàn)。