高溫合金是能夠在600℃以上及一定應(yīng)力條件下長期工作的金屬材料，具有優(yōu)異的高溫強度，良好的抗氧化和抗熱腐蝕性能，良好的疲勞性能、斷裂韌性等綜合性能，已成為軍民用燃?xì)鉁u輪發(fā)動機熱端部件不可替代的關(guān)鍵材料。在世界先進(jìn)發(fā)動機研制中，高溫合金材料用量已占到發(fā)動機總量的40%~60%。可以說，沒有高溫合金，就沒有今天先進(jìn)的航空發(fā)動機。

　　航空發(fā)動機的技術(shù)進(jìn)步與高溫合金的發(fā)展密切相關(guān)。高渦輪工作溫度是當(dāng)代先進(jìn)航空發(fā)動機的*顯著標(biāo)志，提高渦輪工作溫度是增加推力、提高發(fā)動機推重比的重要手段，而影響發(fā)動機渦輪前溫度的首要因素就是渦輪葉片和渦輪盤的耐溫水平。因此，發(fā)動機渦輪部件的設(shè)計者無一不是窮盡一切手段，追求應(yīng)用承溫能力更高的渦輪盤和葉片材料。先進(jìn)高溫合金正是為滿足航空發(fā)動機對材料的需求而出現(xiàn)，并隨發(fā)動機技術(shù)的進(jìn)步而快速發(fā)展。

　　單晶高溫合金——革命性的發(fā)動機葉片材料

　　鎳基單晶高溫合金是在等軸晶和定向柱晶高溫合金基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一類先進(jìn)發(fā)動機葉片材料。與其他高溫合金相比，鎳基單晶高溫合金具有更為優(yōu)異的綜合性能，成為高推重比航空發(fā)動機的關(guān)鍵材料。單晶高溫合金在先進(jìn)航空發(fā)動機上的應(yīng)用，顯著提高了發(fā)動機的工作溫度，推進(jìn)了發(fā)動機技術(shù)的進(jìn)步，沒有單晶高溫合金，就沒有高推重比的航空發(fā)動機。

　　多年來，世界各國十分重視鎳基單晶高溫合金的研制和開發(fā)。20世紀(jì)80年代初期以來，*代單晶高溫合金PWA1480、ReneN4等在多種航空發(fā)動機上獲得廣泛應(yīng)用。80年代后期以來，以PWA1484、ReneN5為代表的第二代單晶高溫合金葉片也在CFM56、F100、F110、PW4000等先進(jìn)航空發(fā)動機上得到大量使用，目前美國的第二代單晶高溫合金已成熟，并廣泛應(yīng)用在軍民用航空發(fā)動機上。90年代后期以來，美國研制成功第三代單晶高溫合金CMSX-10。之后，GE、P&W以及NASA合作開發(fā)了第四代單晶高溫合金EPM-102。法國和英國也分別研制單晶高溫合金，并實現(xiàn)了工程應(yīng)用。

　　單晶空心渦輪葉片的應(yīng)用顯著推進(jìn)了航空發(fā)動機技術(shù)的進(jìn)步，單晶空心葉片制造技術(shù)被列為航空發(fā)動機技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，一直是世界航空技術(shù)發(fā)達(dá)國家爭先發(fā)展的核心技術(shù)。

　　20世紀(jì)80年代初，中航工業(yè)航材院在國內(nèi)率先開始了單晶合金及葉片技術(shù)的研究，首先研制成功了我國的*代單晶高溫合金DD3。90年代又研制成功了綜合性能優(yōu)異的第二代單晶高溫合金DD6，該合金拉伸、持久、蠕變、疲勞、抗氧化及耐熱腐蝕性能等達(dá)到甚至部分超過了國外廣泛應(yīng)用的第二代單晶合金的性能水平。自20世紀(jì)80年代中期研制成功我國*件單晶空心渦輪葉片以來，中航工業(yè)航材院為多種型號先進(jìn)航空發(fā)動機提供了數(shù)萬件單晶葉片，某些裝配單晶渦輪葉片的發(fā)動機已翱翔于藍(lán)天。

　　粉末高溫合金——高性能發(fā)動機渦輪盤*材料

　　粉末高溫合金是用粉末冶金工藝制備的高溫合金，是制造先進(jìn)航空發(fā)動機渦輪盤不可或缺的關(guān)鍵材料。用粉末冶金方法生產(chǎn)的高溫合金，消除了宏觀偏析的影響，組織均勻、細(xì)小，提高了合金的屈服和抗疲勞強度，表現(xiàn)出優(yōu)異的綜合力學(xué)性能。

　　國外粉末盤的發(fā)展始于20世紀(jì)60年代，80年代研制了適合損傷容限設(shè)計的第二代粉末高溫合金。這類材料的特點是使用溫度高、裂紋擴(kuò)展速率比*代高強型粉末高溫合金明顯降低，可以滿足推重比10以上航空發(fā)動機結(jié)構(gòu)完整性的設(shè)計要求。近年來出現(xiàn)了更高使用溫度的“高強＋損傷容限”的第三代粉末高溫合金。由于粉末高溫合金材料具有良好的綜合力學(xué)性能和冷、熱工藝性能，在先進(jìn)航空發(fā)動機上已得到廣泛應(yīng)用，高性能粉末高溫合金已成為推重比8以上的高性能發(fā)動機渦輪盤的*材料。

　　20世紀(jì)80年代，中航工業(yè)航材院開始研究粉末高溫合金，是國內(nèi)*早進(jìn)行粉末高溫合金研制并應(yīng)用的單位。經(jīng)過20多年的發(fā)展，研制成功了*代粉末高溫合金FGH95，第二代粉末高溫合金FGH96，并應(yīng)用于發(fā)動機用渦輪盤及導(dǎo)流盤，制備出了FGH95、FGH96等氬氣霧化粉末，實現(xiàn)了國內(nèi)高溫合金氬氣霧化粉末從無到有的突破，研制的粉末高溫合金渦輪盤性能水平達(dá)到國際同類合金的A級標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)了粉末高溫合金盤件在高推重比航空發(fā)動機上的應(yīng)用縮短了與國外先進(jìn)技術(shù)在該領(lǐng)域的差距。

　　敢于摘取皇冠上明珠的先鋒隊

　　為促進(jìn)高溫合金的發(fā)展，中航工業(yè)航材院專門組建了高溫單晶葉片研究與工程技術(shù)中心和粉末高溫合金盤件研究與工程技術(shù)中心。在專業(yè)組的基礎(chǔ)上建成具備很強自主創(chuàng)新能力、核心技術(shù)發(fā)展能力、型號產(chǎn)品研制能力的技術(shù)與產(chǎn)品創(chuàng)新平臺，實現(xiàn)從基礎(chǔ)研究、應(yīng)用技術(shù)研究、工程化研究到型號應(yīng)用和型號保障的全線打通。