一种高性能航空涡轮盘用铸锻合金的研究进展

金属学报, 2015, 51(10): 1191-1206. doi: 10.11900/0412.1961.2015.00442

一种高性能航空涡轮盘用铸锻合金的研究进展

1.National Institute for Materials Science, Tsukuba, 305-0047, Japan

2.National Institute for Materials Science, Tsukuba, 305-0047, Japan;中国科学院金属研究所,沈阳110016

3.National Institute for Materials Science, Tsukuba, 305-0047, Japan;西安热工研究院有限公司,西安710032

4.National Institute for Materials Science, Tsukuba, 305-0047, Japan;合肥工业大学材料科学与工程学院,合肥230009

基金项目: 国家自然科学基金项目51171179,51271174,51331005,51401071和11332010资助 Supported by National Natural Science Foundation of China (Nos.51171179, 51271174, 51331005, 51401071 and 11332010)

关键词：铸锻高温合金 , TMW合金 , 合金设计 , 组织控制 , 变形机理

RESEARCH PROGRESS IN A HIGH PERFORMANCE CAST & WROUGHT SUPERALLOY FOR TURBINE DISC APPLICATIONS

Keywords： cast & wrought supralloy , TMW alloy , alloy design , microstructure control , deformation mechanism

针对航空涡轮盘用先进铸锻变形高温合金热加工难、承温能力低于680℃(630MPa,1000 h持久寿命)、难以满足现代航空发动机设计需求等不足,提出了优化析出强化相成分和引入微孪晶以提高合金中温区(合金服役温区)强度、同时减弱析出相高温强化效果和固溶温度以降低合金高温区(合金加工温区)强度的理念,设计并制备出系列Ni-Co基铸锻高温合金(TMW合金).设计合金盘坯(直径440 mm,厚65 mm)的制备和性能测试表明,TMW合金可在常规熔铸和锻造设备上热加工制备,承温能力超过700℃,比目前最强的商用铸锻涡轮盘合金U720Li提高了50℃以上.从TMW合金的设计思想、成分特点、锻造加工性、组织控制、性能特征和变形强化机理等方面,简要介绍了这种高性能铸锻变形高温合金的主要研究进展.

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