项目简介 | 航空发动机和燃气轮机的技术水平是一个国家科技水平和工业发展实力的重要标志。与美、俄、欧盟等先进工业国家相比,我国航空发动机和燃气轮机的性能水平仍存在相当大的差距,落后至少30年。其原因之一是被誉为发动机皇冠上明珠的高温合金质量与国外差距巨大,高端装备上所用高品质高温合金几乎全部依赖进口。而高温合金主要用于燃烧室、导向器、涡轮叶片和涡轮盘等类似的热端部件,其服役条件恶劣,长期经受高温高压高应力。其纯净度的高低直接影响着航机、燃机的技术水平。本项目立足于高温合金纯净度的研究,通过系统攻关,取得以下重大技术创新:
1)开发了超低氧、氮、硫的成套控制技术,通过调整不同合金元素的熔化顺序,解决了富氧、氮合金元素去除气体难的技术难题。在国内首次采取真空造渣脱硫工艺技术,改变了真空感应炉不能脱硫的设备现状。开发的高纯净高温合金氧、氮含量分别从20ppm以上降低至5ppm以下,处于国内领先水平;
2)在国内首次提出了铸造高温合金中45种痕量有害元素的控制方法及标准,Pb、Tl等45种痕量有害元素含量之和<100ppm,完全符合全球要求最为严格的GE公司制定的<400ppm的标准要求,处于国际先进水平;
3)针对高纯净铸造高温合金母合金制备的特殊要求,自主研发出3吨VIM真空炉,打破了美国、德国对该领域设备的技术封锁,实现了大型真空感应炉设备的国产化。其工作真空度稳定达到0.4Pa以内,超过国外同类设备水平;热效率、熔化速率等关键技术参数与国外同类装备相当。
北京金属学会组织该项目科技成果评价,认为“高纯净铸造高温合金母合金关键技术及产业化研究成果总体达到国内领先水平,其中部分技术达到国际先进水平”。该项目获授权发明专利6项,实用新型专利2项,发表论文40余篇。
该项目开发的铸造高温合金系列产品近五年国内市场占有率第一。该项目成果已应用于国防建设领域,并做出了重要贡献。2016年~2018年新增产值49670.43万元,新增利润11546.14万元,新增税收4098.79万元。该成套技术也将带动航天、汽车、电子、能源装备等领域高品质用材的升级,推广应用前景广阔。
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