报告链接:《中国高温合金市场发展现状、趋势与投资前景预测调研分析报告(2026版)》

变形高温合金是经锻造、轧制、镦粗和冷拔等塑性变形工艺和热处理制成的一类高温材料,是航空、航天发动机等热端部件制造所需关键材料,也是先进武器装备发展的重要基础。变形高温合金是最先应用于航空发动机的高温合金,且变形高温合金是航空发动机中用量最大、品种最多的一类高温材料。在航空发动机中,变形高温合金主要用于制造高压压气机盘、涡轮盘、环形件、燃烧室、机匣、轴、管道等零件。

在航空发动机中,变形高温合金主要用于高压压气机盘、涡轮盘、环形件等零件

从加工工艺来看,锻造加工出的合金综合性能表现较好。高温合金的变形工艺是指合金在外力作用下,通过塑性变形,形成具有一定形状、尺寸和力学性能的型材、毛坯和零件等加工方法,可分为冷加工和热加工,个别合金采用温加工。冷加工主要是指制造丝材、管材的冷拉、冷拔和薄板的冷轧。热加工包括开坯锻造、轧制、镦饼及模锻等。热加工是变形高温合金的一种主要变形工艺。锻造是借助工具或模具在冲击或压力作用加工金属机械零件或毛坯的方法。与单纯铸造、机加工的零件相比,锻造加工的冶金缺陷少,零件形状、尺寸稳定性号,韧性高,纤维组织合理。
我国高温合金材料的研制是从1956 年仿照苏联开始的。GH3030 是我国研制的第一种高温合金,也是我国的第一种变形高温合金。我国目前已有变形高温合金50 多个牌号,品种与规格比较期权,但大部分是仿制的美、俄高温合金牌号,自主创新研制的牌号较少。

在高温合金材料发展过程中,工艺对合金性能的提高起着极大的推进作用。直到20世纪50 年代中期,高温合金主要通过调整合金成分来提高性能。50 年代后期采用的高温合金真空熔炼技术,去除了合金中的有害杂质和气体,特别是合金成分得到精确控制,使高温合金性能不断提高,研制出一大批高性能的变形合金。进入60 年代后,陶瓷过滤、等温锻造、定向凝固、粉末冶金等新型工艺的研究成功,进一步推动高温合金材料迅猛发展。
从熔炼工艺来看,三联熔炼工艺是目前主流方法。20 世纪50 年代,国际普遍采用电弧炉或非真空感应炉熔炼高温合金,但只能熔炼合金化程度较低且铝、钛等易烧损元素含量少的合金。现代高温合金含有大量的易烧损元素和微量元素,必须采用真空熔炼工艺。为进一步提高合金质量、改善合金组织和性能,20 世纪90 年代,国外开发“真空感应熔炼+电渣重熔+真空自耗熔炼”三联熔炼工艺,其组合技术优势已经被国际变形高温合金界证实,美国通用电气、美国普惠、英国罗罗、法国斯奈克玛、德国MTU 航空发动机公司等航空发动机公司均认为,三联熔炼工艺是变形高温合金零部件长寿命、高可靠性的基础,用于涡轮发动机的变形高温合金转动部件必须通过三联熔炼工艺制备。目前,国内变形高温合金的主流冶炼工艺仍是“真空感应+真空自耗重熔”或“真空感应+电渣重熔”的双联冶炼。国内采用“三联”工艺已实现进展,并小批量研制和试产,但尚未批量生产,预计在“十四五”期间进一步推广使用并实现产业化。

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