《先进发动机用低膨胀高温合金GH907合金研制及工程化应用》

点击下载 ⇩

该项目属于新材料新工艺研发领域低膨胀GH907合金是以Nb、Ti、Si、B为主要强化元素的铁钴镍基时效合金,在650℃以下具有高的强度、低的热膨胀系数和几乎恒定不变的弹性模量,特别是该合金的热膨胀系数只有普通高温合金的一半,在航空工业高速发展的今天,减小转动件和静止件之间的间隙从而提升燃油使用效率是提升现代航空发动机推重比的关键技术,据资料介绍,燃气涡轮叶尖间隙和叶高比每降低0.01,燃油使用效率将提升2%。因此,具有良好的低膨胀性能和优异的综合性能的GH907合金是制造航空发动机间隙控制元件的不可或缺的关键材料。

2012年以前,国产GH907合金主要存在四大问题:第一、540℃缺口持久性能数据不稳定,潜力小,波动大;第二、棒材超声检测杂波严重,严重影响超声检测对棒材内部缺陷的识别;第三、棒材横向性能水平远低于标准,影响棒材品质的提升;四、返回料处理过程中Al、Cr、P等残余元素含量增量明显,严重影响返回料的使用比例。为提升高强度GH907合金棒材产品质量,增强市场竞争力,项目组从2012年开始自发立项,自发开展了低膨胀GH907合金工程技术研发与应用项目,项目研制主要内容:

①优化了GH907合金感应炉冶炼工艺,GH907合金夹杂物和有害元素含量得到有效控制;②优化了高Nb含量的GH907合金的真空自耗炉生产工艺,提升了钢锭的组织均匀性,③优化了GH907合金返回料处理工艺,返回料中Al、Cr、P残余元素的增量得到完全控制;④系统研究了Si元素含量对GH907合金组织和性能的影响,使GH907合金棒材高温性能及其稳定性得到大幅度提高;⑤系统研究了高温扩散过程中GH907合金铸态Laves相的回溶规律和Nb、Ti元素的扩散规律;⑥在GH907合金锻造过程中应用镦拔工艺、分级阶梯降温锻造工艺和补偿加热工艺,棒材组织均匀性得到大幅度提高,超声检测合格率达到100%。通过上述研究,低膨胀GH907合金棒材横向性能达到了标准要求,产品质量实现了质的飞跃。

该项目研制成果,形成企业标准1项,授权发明专利3项,形成企业核心技术诀窍2项,使GH907合金棒材产品质量达到国内第一、世界领先的水平,完全代替进口,深受用户的信赖和好评。2015至2017年间,共生产GH907合金棒材462.2吨,实现产值13357.1万元,实现利税8303.9万元。该合金主要用于制作控制航空发动机中转动部件和静止部件之间间隙的环件,提高燃油使用效率,因此低膨胀GH907合金的国产化并在航空发动机的上的使用,对航空工业的发展和航空发动机的升级具有划时代的重要意义。

  1. 下载详细PDF版/Doc版

提示:为方便大家复制编辑,博主已将PDF文件制作为Word/Doc格式文件。