北京
中國研發(fā)的 DD6 單晶高溫合金專為承受先進航空發(fā)動機內(nèi)部的極端高溫和應力而設(shè)計。
在噴氣發(fā)動機內(nèi)部，渦輪葉片在極高溫度、巨大壓力下高速旋轉(zhuǎn)，同時持續(xù)受到高溫腐蝕性氣體的侵蝕。制造一種能夠在此類條件下可靠工作、并讓發(fā)動機維持峰值效率的葉片，是航空航天制造領(lǐng)域最為艱巨的工程難題之一。
幾十年來，答案一直是單晶高溫合金：這種金屬部件以單一連續(xù)晶體結(jié)構(gòu)生長，消除了傳統(tǒng)合金中容易開裂和失效的晶界。據(jù)中國中央廣播電視總臺報道，目前全球僅有美國、英國、俄羅斯、法國和中國這五個國家，獨立掌握了從材料研發(fā)、精密鑄造到實際應用的完整渦輪葉片制造技術(shù)鏈。
中國這項能力的核心，來自中國航發(fā)北京航空材料研究院，以及一種名為 DD6 的高溫合金。
DD6 是什么，為何重要
DD6 是該院自主研發(fā)、擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的第二代鎳基單晶高溫合金。據(jù)總工程師李嘉榮介紹，DD6 合金的性能與歐美國家廣泛使用的同代單晶合金相當或更優(yōu)，且生產(chǎn)成本更低。
李嘉榮表示：“我們實現(xiàn)了我國單晶渦輪葉片材料的自主研制。我們研制的第二代單晶高溫合金 DD6，性能與歐美廣泛使用的第二代單晶高溫合金相比，具有優(yōu)勢或與之相當?！?/p>
DD6 較低的生產(chǎn)成本使其成為中國部署最廣泛的單晶高溫合金，并減少了對進口戰(zhàn)略材料的依賴。
該院研制的葉片已集成到多種先進航空發(fā)動機上，裝備于軍用、民用飛機以及直升機。
工程挑戰(zhàn)
單晶渦輪葉片的工作溫度已遠超普通鋼材，并接近合金自身的熔點。在如此條件下保持葉片穩(wěn)定，需要對以鎳為基體、添加多種物理化學性質(zhì)各異的合金元素的材料進行精確控制，使它們均勻熔化、融合，并保持無雜質(zhì)。
研究院研究員岳曉岱這樣描述該技術(shù)路線：鎳基單晶高溫合金以金屬鎳為基，通過添加合金元素，同時滿足高溫強度、抗蠕變性能以及高溫下耐腐蝕等多重性能要求。
從該材料制成成品葉片，涉及超過十項主要核心工序，從合金熔煉、制備一直到最終交付。而每道核心工序又可細分為數(shù)十個精確的子步驟。
數(shù)十年磨一劍
該研究院自上世紀 80 年代起就致力于研發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的單晶高溫合金，其間制造出中國第一片單晶渦輪葉片和第一片單晶空心渦輪葉片。DD6 正是該項目的系列最新成果，也是目前應用最廣泛的合金。
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