用粉末冶金方式生產高溫合金,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,能很好的解決成分偏析等問題,從而提高了高溫合金的應用溫度,這種工藝在發動機行業獲得了巨大成功,也成為世界各國高溫合金發展水平的一個標志。
在粉末高溫合金研制領域中,美、俄居世界*地位。其中美國作為*早開展該方面的研究的國家,以NASA格林研究中心(GRC)為預研先鋒,GE、P&WA兩大發達機公司應用的模式,取得了大批研究成果。美國研制的粉末高溫合金占總數的近70%,*代高強型René95合金、第二代損傷容限型René88合金和第三代高強損傷容限型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典強國,其研究始于上世紀60年代末。1978年ЭП741НП粉末盤正式在軍用發動機上使用,目前俄羅斯在擴大了民用市場的開發力度,如ЭП689П等合金,就是用于民用發動機的需求。
英、法是粉末高溫合金的研制強國,著名的英國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。法國的SNECMA公司是法國行工業和歐洲航空發動機重要的研制基地。法國SNECMA、ONERA和EMP公司共同研制的N18合金,是專門為“陣風”洗了戰斗機所用的M88渦扇發達機設計的第二代粉末高溫合金。隨后,法國又在N18合金的基礎上研制了NRx系列合金。其中NR3和NR6合金的顯微組織穩定性和力學性能*為突出。
德國和日本也進了相關方面的研制和開發。德國航空發動機(MTU)公司發動機使用了APK-1粉末高溫合金渦輪盤,日本對IN100、METL76、René95和AF115等粉末高溫合金以及雙性能粉末盤進行過研究。
我國是粉末高溫合金研制的積極參與者和趕超者。國內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)為代表的使用溫度650℃的*代高強型合金和以FGH4096合金(與René88DT成分相當)為代表的使用溫度750℃的第二代損傷容限型合金。其中FGH4096合金已在先進渦扇航空發動機核心機上得到初步應用。
粉末冶金高溫合金是鋼鐵行業的一顆明珠,在發動機應用上大放異彩,鑒于國內發動機與國外尚存差距,建議國內研究人員應跟蹤關注美、俄、英在該方面的研究進展,加大研發力度,以使在發動機材料方面做大材質突破,為國家航空事業做出貢獻。