中航迈特高温合金粉末材料技术助力中欧地平线2020航空科技合作项目取得成功

近期,在国家工信部和欧盟创新司联合资助的中欧地平线2020航空科技合作项目中,中国科学院金属研究所科研团队承担的航空发动机近净成形热等静压外机匣前段研究工作取得圆满成功,中航迈特提供了高温合金粉末材料关键技术支撑。

中国科学院金属研究所徐磊教授团队与中航迈特高正江教授团队联合开展超高纯净高温合金熔炼雾化制粉、粉末填充完整性及致密性、热等静压成形等技术研究,突破了热等静压成形和尺寸精确控制技术,解决了部件性能离散和热处理变形等难题。

中航迈特 Inconel 718预合金粉末形貌

近净成形热等静压技术对粉末材料要求极为苛刻,粉末纯净度、非金属夹杂物含量、气体含量、空心粉等指标均为十分重要的影响因素,科研团队深入研判得出高温合金粉末的纯净度指标是项目成功的关键,首次提出采用自主创新设计的无坩埚电极感应熔炼气雾化制粉设备研制Inconel 718合金粉末,通过严格工艺控制,制备出超高纯净度、优良球形度(≥91%)的高温合金粉末,卫星粉和空心粉比例极低,粉末表面由胞晶和树枝晶组成,呈现快速凝固特征,化学成分均匀,无偏析情况,制件综合性能十分优异。

Inconel 718高温合金室温及650 ℃拉伸性能

国际研制团队中仅有中国科学院金属研究所提供的部件全部达到了美国ASTM标准复检技术协议中对尺寸、冶金质量和材料性能的要求。Inconel 718合金材料性能全面超越国内目前铸造合金水平达到或接近锻造合金水平。

Inconel 718近净成形热等静压外机匣前段件

躬身入局 合作共赢

中航迈特与中科院金属所多年来紧密合作,联合开展了近10种高品质合金粉末新材料的研发和工程化应用研究,圆满完成了多个重点科研项目和型号攻关任务。自2017年以来,欧美限制向我国出口先进制粉装备,我国高性能合金粉末材料研制遇到“卡脖子”难题。为顺利完成部件研制任务,中航迈特联合中科院金属所团队共同设计开发了我国第一台先进大截面钛合金电极感应熔炼气雾化制粉设备MTEIGA-75,高品质球形钛合金粉末材料制备关键技术实现自主可控,重大制粉装备实现国产化。

中航迈特面向3D打印,热等静压HIP等高端制造技术领域,利用电极感应气雾化制粉设备先后研制出多个牌号高温合金粉末材料:GH4169、GH3536、GH5188、GH3230,GH4099等,并联合有关单位全面开展了3D打印、HIP等验证研究,零部件成形性能取得突破性进展,圆满完成了研制任务,助力航空航天事业发展。