俄罗斯粉末冶金高温合金
FGH4097基沉淀强化型粉末冶金高温合金
元 C
素CrNi源自CoW Mo AlTi
Fe Nb Hf
质
量
分 0.02-0 8.00-1
余
数 .06
0.00
／
%
15.0016.50
≤ 4.80- 3.50- 4.85- 1.60-
0. 5.90 4.20 5.25 2.00
50
2.40- 0.1002.80 0.400
元
Zr
B
素
Ce
Mg
Mn Si
S
P
ON
-
质
量
≤
≤≤
≤
分 0.010- 0.006- 0.005- 0.002- ≤ ≤
0.
0.00 0.01
0.00 -
数 0.015 0.015 0.010 0.050 0.15 0.20
00
9
5
5
／
7
%
FGH4097 物理及力学性能
密度
熔点
8.26g/cm³
1290℃-1350℃
FGH4097 热处理制度 制度Ⅰ：1200℃±10℃*8h/FC→(1150-1170)℃/AC+(800-900)℃*(25-40)h/AC； 制度Ⅱ：1200℃±10℃*4h/AC+(950-650)℃*(3-20)h/AC(三级时效)。
俄罗斯铸造高温合金谱系
俄罗斯铸造高温合金谱系
俄罗斯在高温合金领域具有深厚的研发和生产实力，其铸造高温合金谱系也相当丰富。
以下是一些俄罗斯铸造高温合金的主要类型和特点：
1.GH4033高温合金：这是一种以镍-铬为基体，添加铝、钛形成γ'相弥散强化的
合金。
它在500-700℃具有足够的高温强度，并在900℃以下具有良好的抗氧化性。
GH4033合金的冷、热加工性能良好，主要供应热轧棒材及盘坯料，广泛应用于发动机转子零件。
2.新型铝合金：俄罗斯国立研究型技术大学研制出一种低成本、可承受400℃高
温的铝合金。
这种新材料具有热稳定结构，而所有已知的铝合金在250℃至300℃就会出现明显软化。
新合金中含有铜、锰和锆，这使其导电性、强度和耐热性得到了近乎完美的结合。
此外，新合金中约10%是含有锆和锰的特殊纳米颗粒，它们均匀地分布在铝基体中。
这种新型铝合金将大大减少铁路运输、航空和其他设备的重量和碳足迹。
以上只是俄罗斯铸造高温合金谱系中的一部分，实际上，随着科技的不断进步，俄罗斯在这个领域的研究和生产也在不断发展和完善。
这些高温合金在航空、航天、能源、化工等领域有着广泛的应用前景。
俄罗斯粉末冶金高温合金
粉末冶金高温合金主要用于制造航空发动机的 涡轮盘、压 气 机 盘 和 鼓 筒 轴 等 高 温 承 力 转 动 部 件。 美国和俄罗斯在粉 末 冶 金 高 温 合 金 的 研 发、生 产 及 应用 方 面 处 于 领 先 地 位。 俄 罗 斯 于 １９６５ 年 开 始 研 发粉末冶 金 高 温 合 金，１９７３ 年 全 俄 轻 合 金 研 究 院 （ВИЛС）建立了 粉 末 高 温 合 金 研 发 实 验 室，开 始 研 制粉末冶金高温 合 金 盘 件。ВИЛС 从 １９８１ 年 开 始 工业 批 生 产 和 提 供 军 用 飞 机 用 ЭП７４１НП 涡 轮 盘 和轴，从１９８４年开始批生产民用飞机用 ЭП７４１НП 涡轮盘 。 ［１，２］ 其 生 产 工 艺 不 同 于 美 国 等 西 方 国 家， 为等离子旋转电 极 工 艺（ＰＲＥＰ）制 粉 ＋ 直 接 热 等 静 压 （Ａｓ－ＨＩＰ）成 形 。
备注Hale Waihona Puke ５０００技术条件保证的
７３１４８
实 测 （平 均 值 ）
２００２～２００６ 年 期 间，ВИЛС 出 厂 检 验 和 乌 克 兰《Прогресс》发动机 设 计 局 入 厂 复 验 的 ЭП７４１НП 合金盘坯的室温力学性能和 ６５０℃ 下 的 持 久 性 能 数
据见表３［５］。《Прогресс》发 动 机 设 计 局 入 厂 复 验 的 ЭП７４１НП 合金盘坯６５０℃ 下 的 低 周 疲 劳 性 能 数 据 见表 ４［５］。
表３ ЭП７４１НП 合金盘坯室温性能和持久性能［５］
第 ５ 期 张 义 文 等 ：俄 罗 斯 粉 末 冶 金 高 温 合 金 研 制 新 进 展
· ３９ ·
个 ЭП７４１НП 合 金 盘 件，包 括 高 压 涡 轮 盘、低 压 涡 合金盘件，包括高 压 涡 轮 盘、低 压 涡 轮 盘、导 流 盘 和 轮盘和篦齿盘。１台 Д２７发 动 机 用 ４ 个 ЭП７４１НП 改型压气机的离心环 。 ［５］
粉末高温合金的成分及生产工艺
粉末高温合金的成分及生产工艺各国研制成功的粉末高温合金有10余种，其中作用较广的有IN100，Rene’95，MERL76，Rene’88DT，зΠ741HΠ等。
它们都属于沉淀强化型镍基高温合金，化学成分见表15所示。
表15 几种国外粉末高温合金的化学成分FGH95是我国研制的第一个粉末高温合金，其成分相当于美国GE公司的R ene’95合金（表16），是一种高合金化的r′相沉淀强化型镍基高温合金，其r′体积含量为50%～55%，r′形成元素含量（原子）为28%。
它是当前650℃使用条件下强度水平最高的涡轮盘材料。
除用于高、低压涡轮盘外，也可用于压气机盘、涡轮轴、涡轮挡环、高温密封件等高温零件。
表16 FGH95粉末高温合金化学成分根据不同使用要求，对粉末高温合金可以采用HIP（热等静压）直接成形、HIP+模锻、HIP+等温锻和挤压+等温锻等不同工艺路线。
在我国没有大型挤压机和大型等温锻造机的条件下，曾选用HIP+包套模锻的成形工艺路线，模锻出φ420mm和φ630mm的全尺寸涡轮盘，盘件的性能基本达到了美国同类合金Rene’95技术条件的要求。
存在的问题是粉末中的陶瓷夹杂含量较高，致使材料性能不太稳定。
采用等离子旋转电极制粉设备制得粉末，其粉末质量大幅度提高。
φ420mmFGH95粉末高温合金涡轮盘的制造工艺流程如图24所示。
图24 粉末盘制造工艺流程（1）母合金熔炼用200kg真空感应炉冶炼，熔炼温度1550℃,真空度1.3×10-1Pa，浇注成φ80×1000mm的圆棒，处理后准备重熔喷粉。
（2）雾化制粉用65kg真空感应炉—氩气雾化装置将母合金重熔，熔液经漏嘴流下，用高压氩气将其雾化成粉末。
浇注温度为1520℃，氩气喷吹压力为1.6～1.8MPa。
（3）粉末处理粉末高温合金对粉末质量要求十分严格。
FGH95合金粉末在氩气保护下筛分，粒度为-150目。
粉末经静电分离法去除陶瓷夹杂。
【研究】3J1成分、性能、参数...
一、概述3J1合金是铁-镍-铬系奥氏体沉淀强化型高弹性合金。
固溶处理后具有良好的塑性，硬度低，易加工成型。
经固溶或冷应变后时效处理，获得高的力学性能和弹性性能。
该类合金具有较高的强度、高的弹性模量，较小的弹性后效和滞后、弱磁性、良好的耐蚀性和热稳定性等特点，能在较高的温度、较大的应力或腐蚀性介质条件下工作。
3J1可在250℃以下工作。
该类合金也能在低温（如近-200℃）下使用。
1.1 3J1材料牌号 3J1(Ni36CrTiAl)。
1.2 3J1相近牌号ЭИ702,36HXTЮ(俄罗斯)。
1.3 3J1材料的技术标准 3J1合金的技术标准YB/T 5256—1993《弹性元件用合金3J1和3J53技术条件》。
1.4 3J1化学成分见表1-2。
1.5 3J1热处理制度见表1-3。
1.6 3J1品种规格与供应状态见表1-4。
1.7 3J1熔炼与铸造工艺合金采用真空感应炉熔炼或真空感应炉熔炼加真空自耗炉重熔。
1.8 3J1应用概况与特殊要求该类合金是20世纪60年代的老牌号，国内生产与应用多年。
主要用于制造各种航空用弹性敏感元件及耐硝酸或其他腐蚀介质的零件，如膜盒、膜片、波纹管、传送杆、挡板和其他弹性结构件等。
二、3J1物理及化学性能2.1 3J1热性能2.1.1 3J1线膨胀系数该组合金在固溶加时效状态下，其平均线膨胀系数(20～100℃)=(12.0～14.0)×10-6℃-1[1,3,4]。
2.2 3J1密度冷应变加时效状态合金的密度ρ=8.0g/cm3[1,4]。
2.3 3J1电性能在冷变形＋时效状态下ρ=1.02μΩ·m[3]。
2.4 3J1磁性能固溶加时效状态的3J1合金，其磁化率χm=(12.5～205)×10-11[4,5]。
2.5 3J1化学性能该合金对硝酸、磷酸、氢氧化钠、含硫石油、燃料油和润滑油等腐蚀介质，以及在海洋和热带气候条件下，具有较好的耐腐蚀性[4，5]。
粉末冶金高温合金的组织和性能研究
图２ ＦＧＨ４０９６合金显微组织形貌．
Ｆｉｇ．２
Ｍｉｅｒｏｓｔｒｉａｃｔｔｔｉｍ ｏｆ ｓｕｐｅｒａｌｌｏｙ ＦＧＨ４０９６ ｄ—金相；ｂ—ⅡＭ
图３ ＦＧＨ４０９７合金显微组织形貌 Ｆｉｇ．３ Ｍｉｅｒｏｏｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｓｕｐｅｒａｌ｜ｏｙ ＦＧＨ４０９７
ｎ一金相；６一ｓＥＭ
３．３台金性能
台盒
Ｔａｂｌｅ ２
裹２ ３种台金中的相组成 Ｃｏｍｏｏｓｌｔｔｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｐｈａｓ８ ｉｎ ＦＣＩｔ４０９５，ＦＧＩｔ４０９６ ａｎｄ １７ＣＩｔ４０９７ ｓｕｐｅｒａｌｌｏｙｓ
ＦＣ｝１４０９５
ＦＧＨ４０９６
ＦＧＨ４０卯
合盒中相组成
Ｔ，Ｙ’，ＭＣ，鸭Ｂ２（痘）
１，一．Ｍｃ，Ｍ∞（２６（痕），Ｍ，Ｂ２（痕）
３．３．１室温拉伸性能 ＦＧＨ４０９５的室温拉伸强度分别比ＦＧＨ４０９６和 ＦＧＨ４０９７高１１％和２１％，ＦＧＨ４０９７的拉伸塑性最好。 ＦＧＨ４０９６介于二者之间（图４）。从屈强比（％：／吼） 看，ＦＧＨ４０９７为０．６８，ＦＧＨ４０９６为０．７２．ＦＧＨ４０９５为
０．７５。
３．３．２室温硬度和室温冲击韧性 从表３可见，ＦＧＨ４０９５室温硬度分别比ＦＧＨ４０９６ 和ＦＧＨ４０９７合金高１０％和２１％，ＦＧＨ４０９５室温冲击韧 性最差，ＦＧＨ４０９６与ＦＧＨ４０９７比ＦＧＨ４０９５高约６０％。
Ｓｔｕｄｙ Ｏｉｌ Ｍｉｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ Ｐｏｗｄｅｒ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ Ｓｕｐｅｒａｌｌｏｙｓ
Ｚｈａｎｇ Ｙｉｗｅｎ＠Ｔａｏ Ｙｕ Ｚｈａｎｇ Ｙｉｎｇ Ｌｉｕ Ｊｉａｎｔａｏ Ｚｈａｎｇ Ｇｕｏｘｉｎｇ Ｚｈａｎｇ Ｎａ （Ｈｉ曲Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＣＩＳＲＩ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８１，Ｃｈｉｎａ）
高温合金成型方法
高温合金成型方法：熔模精密铸造，铸锭冶金（包括挤压、轧制、锻造等）粉末冶金，定向凝固。
高温合金的几种成型方法的工艺路线粉末冶金高温合金如TiAl基合金的室温塑性较差，用常规塑性变形的方法加工极为困难。
粉末冶金法可以很好的解决这一问题。
这种方法以合金或单质粉末为原材料，通常先采用常规塑性加工方法（如模压、冷等静压等）对粉末进行固结成形，在经烧结就可直接获得特定形状的零件，同时实现制件的近终成型，这样就避免了对TiAl基合金的后续加工。
同时，相比于铸造合金，采用粉末冶金法所制得的材料组织更为均匀、细小。
目前基于高温合金粉末冶金的具体方法主要有:机械合金化、反应烧结、预合金粉末法、自蔓燃—高温合成、爆炸合成等。
这些方法常常两种或多种方法结合在一起使用，难以严格区分。
但是，粉末冶金方法制得的TiAl基合金部通常含有较多的杂质含量（如氧、氮等），并且粉末冶金制得合金组织不致密，内部经常存在孔隙，这些都严重的限制了粉末冶金方法的应用及推广。
部分学者采用热锻以及包套挤压方法在一定程度上减少了孔隙率，较大的提高了TiAl基合金的力学性能。
在但由于Ti、Al 元素扩散系数差别太大，元素反应扩散距离大，以及柯肯达尔效应的影响，均匀、高致密度的TiAl基合金仍然比较难以获得。
因此，在高纯粉末的制备、烧结工艺的优化、杂质的控制、提高合金的致密度等方面，粉末冶金还有较长的路要走。
铸锭冶金铸锭冶金是合金熔炼、铸造、锻造和轧制等技术的综合，是目前TiAl 基合金的典型加工工艺。
一般由铸造出来的铸锭，组织都比较粗大，成分由于偏析的存在而不均匀，并且内部也或多或少的存在缩松、缩孔等缺陷。
铸锭在进行塑性加工之前，一般要对其进行热等静压，实现对铸锭的均匀化处理。
这样可以一定程度上除合金成分的偏析，同时合金铸锭中的微观缩孔或孔洞也能被压实、焊合，这就可以防止铸锭在后续热加工过程中由于微观缩孔与孔洞引起的应力集中或合金的不均匀流变造成的铸锭的变形开裂。
粉末高温合金研究进展
粉末高温合金研究进展一、本文概述粉末高温合金，作为一种重要的金属材料，以其出色的高温性能、优异的力学性能和良好的抗腐蚀能力，在航空航天、能源、化工等领域具有广泛的应用前景。
随着科技的不断进步，对粉末高温合金的性能要求也越来越高，因此，对粉末高温合金的研究显得尤为重要。
本文旨在全面综述粉末高温合金的研究进展，包括其制备工艺、组织结构、性能优化以及应用领域等方面。
我们将简要介绍粉末高温合金的基本概念、特点以及应用领域，然后重点分析当前粉末高温合金的制备方法及其优缺点，包括粉末冶金法、机械合金化法、自蔓延高温合成法等。
接着，我们将探讨粉末高温合金的组织结构对其性能的影响，以及如何通过调控组织结构来优化其性能。
我们还将对粉末高温合金在高温、强腐蚀等极端环境下的性能表现进行深入研究。
我们将展望粉末高温合金的未来发展趋势，包括新材料的开发、新技术的应用以及新工艺的研发等方面，以期为推动粉末高温合金的研究和应用提供有益的参考和借鉴。
二、粉末高温合金的制备技术粉末高温合金的制备技术近年来取得了显著的进步，为高温环境下的应用提供了强有力的材料支持。
粉末高温合金的制备主要包括粉末制备、粉末冶金、热处理及精密加工等关键步骤。
粉末制备是粉末高温合金制造的基础。
目前，常用的粉末制备方法有气相沉积法、液态金属雾化法、机械合金化法等。
其中，液态金属雾化法因其生产效率高、粉末质量稳定而被广泛应用。
这种方法通过高速气流将液态金属破碎成细小的液滴，并迅速冷却凝固成粉末。
粉末冶金是将粉末进行压制和烧结，以获得所需形状和性能的合金材料。
压制过程中，通过模具和压力使粉末颗粒紧密结合，形成具有一定形状和密度的坯料。
烧结则是在一定温度和气氛下，使粉末颗粒间发生原子扩散和结合，形成连续的合金基体。
热处理是粉末高温合金制备过程中的重要环节，用以调整材料的组织结构、提高性能。
通过控制加热温度、时间和冷却速度等参数，可以优化合金的相组成、晶粒大小和分布，进一步提高高温强度、抗蠕变性能和热稳定性。
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１ ЭП７４１НП 合金新应用
俄 罗 斯 在 РД－３３ 和 АЛ－３１Ф 高 性 能 航 空
图２ ПС９０А２发动机用 ЭП７４１НП 合金盘坯
几年前已开 始 在 АИ２２２ 和 Д２７ 发 动 机 上 试 验 ЭП７４１НП 合 金 盘 件。１ 台 АИ２２２ 发 动 机 用 ３
本文对 ЭП７４１НП 高 温 合 金 的 最 新 应 用 以 及 ЭП９６２НП 和 ВВП 系列 高 温 合 金 的 研 制 进 展 作 一 介绍。
图 １ 俄 罗 斯 粉 末 高 温 合 金 盘 和 轴 的 产 量［４］
发 动 机 上 大 量 使 用 了 ЭП７４１НП 合 金 盘 件 。 这 里 主要 介 绍 近 几 年 ЭП７４１НП 合 金 盘 件 在 ПС９０А２、 АИ２２２ 以 及 Д２７ 发 动 机 上 的 试 验 及 使 用 情 况 。
２０世 纪 ８０ 年 代 研 制 出 ЭП９６２П 和 ЭП９７５П 粉末高温合金，９０年代初研制出 ЭП９６２НП 粉末高 温合金［３］，进入２１世 纪 又 研 制 出 ВВП 系 列 粉 末 高 温合金。俄罗斯粉末高温合金的发展经历了三个阶 段：截 至 １９９２ 年 为 第 一 阶 段，此 阶 段 为 快 速 增 长 时 期 ，其 中 １９８９ 年 产 量 最 高 ，为 ２１８３ 件 ；从 １９９３ 年 至 ２０００ 年 为 第 二 阶 段 ，此 阶 段 为 “停 滞 ”时 期 。１９９１ 年 前苏联解体后，用于 МиГ－２９战斗机的 РД－３３发 动机的产量急剧下 降，因 此 粉 末 盘 的 产 量 也 随 之 大 幅度下 滑，从 １９９３ 年 到 ２０００ 年 粉 末 盘 的 生 产 几 乎 处于 停 滞 状 态，但 从 ２００１ 年 粉 末 盘 的 生 产 开 始 回 升；从 ２００１ 年 至 今 为 第 三 阶 段，此 阶 段 为 恢 复 发 展 时期（图１）［４］。 俄 罗 斯 粉 末 高 温 合 金 已 在 РД－３３ 系列和 АЛ－３１Ф 系列等多种型号的 军 用 和 民 用 航 空 发 动 机 上 得 到 应 用，其 中 使 用 最 多 的 是 ЭП７４１НП 合金。３０ 多 年 间 粉 末 盘 没 有 发 生 任 何 事故。
ЭП７４１НП，ｂｕｔ ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ ｉｓ ｉｎｆｅｒｉｏｒ ｔｏ ｔｈａｔ ｏｆ ЭП７４１НП．Ｔｈｅ ｄｉｓｃｓ ｏｆ ВВ７５２П ａｎｄ ВВ７５３Пｓｕｐｅｒａｌｌｏｙｓ ａｒｅ ｐｒｅｓｅｎｔｌｙ ｉｎ ｔｒｉａｌ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｓｔａｇｅ，ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｄｉｓｃｓ ｏｆВВ７５１П ａｎｄВВ７５０Пｓｕｐｅｒａｌｌｏｙｓ ｆｏｒ ｔｕｒｂｉｎｅｓ ａｎｄ ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒｓ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｉｎ ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ ｂａｔｃｈ ｐｒｏｄｕｃ－ ｔｉｏｎ ｓｔａｇｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＰＭ ｓｕｐｅｒａｌｌｏｙ；Ｒｕｓｓｉａ；ａｉｒｃｒｆｔ ｅｎｇｉｎｅ；ｔｕｒｂｉｎｅ ｄｉｓｃ；ЭП７４１НП ｓｕｐｅｒａｌｌｏｙ； ЭП９６２НПｓｕｐｅｒａｌｌｏｙ；ВВПｓｅｒｉｅｓ ｓｕｐｅｒａｌｌｏｙｓ
备注
５０００
技术条件保证的
７１４８
实 测 （平 均 值 ）
２００２～２００６ 年 期 间，ВИЛС 出 厂 检 验 和 乌 克 兰《Прогресс》发动机 设 计 局 入 厂 复 验 的 ЭП７４１НП 合金盘坯的室温力学性能和 ６５０℃ 下 的 持 久 性 能 数
据见表３［５］。《Прогресс》发 动 机 设 计 局 入 厂 复 验 的 ЭП７４１НП 合金盘坯６５０℃ 下 的 低 周 疲 劳 性 能 数 据 见表 ４［５］。
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｎｄ ｓｅｒｖｉｃｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｐｏｗｄｅｒ ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ（ＰＭ ）ｓｕｐｅｒａｌｌｏｙ ЭП７４１НПｆｏｒПС９０А２，АИ２２２ａｎｄ Д２７ｅｎｇｉｎｅｓ，ａｎｄ ｒｅｃｅｎｔ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓ ｏｆ ＰＭ ｓｕｐｅｒａｌ－ ｌｏｙЭП９６２НП ａｎｄ ＢＢП ｓｅｒｉｅｓ（ВВ７５０П，ВВ７５１П，ВВ７５２П ａｎｄВВ７５３П）ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｆｉｆｔｈ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｆｉｆｔｈ－ａｎｄ－ｏｎｅ－ｈａｌｆ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ａｉｒｃｒａｆｔ ｅｎｇｉｎｅ（Ｒｕｓｓｉａ ｄｉｖｉｓｉｏｎ）ｗｅｒｅ ｉｎ－ ｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅ ＰＭ ｓｕｐｅｒａｌｌｏｙ ｄｉｓｃｓ ａｒｅ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｂｙ ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｈｏｔ ｉｓｏｓｔａｔｉｃ ｐｒｅｓｓｉｎｇ（ＡＳ－ＨＩＰ） ｐｏｗｄｅｒｓ ａｔｏｍｉｚｅｄ ｂｙ ｐｌａｓｍａ ｒｏｔａｔｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ ｐｒｏｃｅｓｓ（ＰＲＥＰ）．Ｆｏｕｒ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｍａｄｅ ｏｆ ЭП７４１НП ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｐｏｗｄｅｒ ｓｉｚｅ ｏｆ ＜１００μｍ ａｒｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ，ｔｈｅｉｒ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｒｅ ｓｕｐｅｒｉｏｒ ｔｏ ｔｈａｔ ｏｆЭП７４１НПｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ａｐｐｌｉｅｄ ｉｎАЛ－３１Фｅｎｇｉｎｅ．ＴｈｒｅｅЭП７４１НПｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ａｐ－ ｐｌｉｅｄ ｉｎ АИ２２２ｅｎｇｉｎｅｓ ａｎｄ ｆｏｕｒЭП７４１НП ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ａｐｐｌｉｅｄ ｉｎ Д２７ｅｎｇｉｎｅｓ ｒｅａｃｈ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ．Ｔｈｅ ｔｒａｉｎｉｎｇ ｐｌａｎｅЯк－１３０ａｓｓｅｍｂｌｅｄ ｗｉｔｈАИ２２２－ １５Сｅｎｇｉｎｅ ｐａｓｓ ｔｈｅ ｆｌｉｇｈｔ ｔｅｓｔ ａｎｄ ｐｕｔ ｉｎｔｏ ｓｅｒｖｉｃｅ．Ｔｅｎｓｉｌｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ，ｓｔｒｅｓｓ ｒｕｐｔｕｒｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｔ ６５０℃ ａｎｄ ＬＣＦ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ВВП ｓｅｒｉｅｓ ＰＭ ｓｕｐｅｒａｌｌｏｙｓ ａｒｅ ｓｕｐｅｒｉｏｒ ｔｏ ｔｈａｔ ｏｆ
收 稿 日 期 ：２０１２－０４－１７ 作 者 简 介 ：张 义 文 （１９６４－ ），男 （汉 ），内 蒙 古 呼 伦 贝 尔 市 人 ，教 授 级 高 工 ，主 要 从 事 粉 末 冶 金 高 温 合 金 的 研 究 。
· ３８ ·
粉末冶金工业 第２２卷
ＲＥＣＥＮＴ ＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴＳ ＯＦ ＰＯＷＤＥＲ ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＹ ＳＵＰＥＲＡＬＬＯＹ ＩＮ ＲＵＳＳＩＡ
ＺＨＡＮＧ Ｙｉ－ｗｅｎ，ＣＨＩ Ｙｕｅ （Ｈｉｇｈ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＣＩＳＲＩ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８１，Ｃｈｉｎａ）
表１ ПС９０А２发动机用 ЭП７４１НП 合金盘坯尺寸［４］
盘坯名称 盘坯代号 盘 坯 尺 寸／ｍｍ
高压涡轮盘 ДП５９１
５５０．５×１０１
低压涡轮盘 ДП５９２
５５０．５×１２９
高压盘的导风轮和后封严环 ДП５９３
５３４×５３
中间盘 ДП５９４ ５４１×８０
σｂ／ＭＰａ １４５０ １５０５
粉末冶金高温合金主要用于制造航空发动机的 涡轮盘、压 气 机 盘 和 鼓 筒 轴 等 高 温 承 力 转 动 部 件。 美国和俄罗斯在粉 末 冶 金 高 温 合 金 的 研 发、生 产 及 应用 方 面 处 于 领 先 地 位。 俄 罗 斯 于 １９６５ 年 开 始 研 发粉末冶 金 高 温 合 金，１９７３ 年 全 俄 轻 合 金 研 究 院 （ВИЛС）建立了 粉 末 高 温 合 金 研 发 实 验 室，开 始 研 制粉末冶金高温 合 金 盘 件。ВИЛС 从 １９８１ 年 开 始 工业 批 生 产 和 提 供 军 用 飞 机 用 ЭП７４１НП 涡 轮 盘 和轴，从１９８４年开始批生产民用飞机用 ЭП７４１НП 涡轮盘 。 ［１，２］ 其 生 产 工 艺 不 同 于 美 国 等 西 方 国 家， 为等离子旋转电 极 工 艺（ＰＲＥＰ）制 粉 ＋ 直 接 热 等 静 压 （Ａｓ－ＨＩＰ）成 形 。
σ０．２／ＭＰａ １０２０ １０６２
表２ ПС９０А２发动机用 ЭП７４１НП 合金盘坯性能［４］
室温性能 δ／％ １６．０ ２５．６
ψ／％ １８．０ ２６．７
Ａｋｃｕ２／Ｊ ３２．０ ４７．２
持久 τ６１５００２０℃ＭＰａ／ｈ
１００ ３４１
低 周 疲 劳 （ｆ＝１Ｈｚ） Ｎ６１５００００℃ＭＰａ／周 次
张 义 文 ，迟 悦
（钢铁研究总院高温材料研究所，北京 １０００８１）
摘 要：介绍了俄罗斯近几年用 于 ПС９０А２、АИ２２２ 和 Д２７ 航 空 发 动 机 的 ЭП７４１НП 粉 末 高 温合金盘件的性能及使用情况，以及 ЭП９６２НП 和为第５ 代 以及 第 ５ 代半（俄 罗 斯 划 分）航 空 发动机设计的 ВВП 系列（ВВ７５０П、ВВ７５１П、ВВ７５２П、ВВ７５３П）粉 末 高 温 合 金 的 研 制 最 新 进 展。俄罗斯采用等离子旋转电极工艺（ＰＲＥＰ）制粉 ＋ 直 接热等静 压（Ａｓ－ＨＩＰ）成 形 制 造 粉 末 高温合金盘件。使用粒度为＜１００μｍ 的粉末，为 ПС９０А２发动机研制的 ４ 个 ЭП７４１НП 合 金 盘件，其性能优于 АЛ－３１Ф 发动机上使用的 ЭП７４１НП 合金盘件性能。为 АИ２２２航 空 发 动 机研制的３个 ЭП７４１НП 合金盘件以及为 Д２７航空发动机研制的４个 ЭП７４１НП 合金盘件， 其性能达到了技术文件的要 求。 俄 罗 斯 装 配 АИ２２２－１５С 发 动 机 的 Як－１３０ 教 练 机 通 过 了 飞行试验，并已交付使用。ВВП 系列粉末高温合金的抗拉强度、６５０℃下的持 久强 度 以 及 低周 疲劳性能均优于 ЭП７４１НП 合金，但韧性比 ЭП７４１НП 合 金 低。ВВ７５２П 和 ВВ７５３П 合 金 盘 件目前处于试制阶段，用于航空发动机涡轮和压 气机的 ВВ７５１П、ВВ７５０П 合 金盘件已 开 始 工 业试验批生产。 关键词：粉末冶金高温合金；俄 罗 斯；航 空 发 动 机；涡 轮 盘；ЭП７４１НП 合 金；ЭП９６２НП 合 金；ВВП 系列合金 中 图 分 类 号 ：ＴＦ１２５．４ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１００６－６５４３（２０１２）０５－００３７－０９