高溫合金的應(yīng)用——航天發(fā)動(dòng)機(jī)

航天發(fā)動(dòng)機(jī)中的特殊工作環(huán)境要求使其使用材料必須受高溫、高壓、高的溫度梯度變化、高動(dòng)態(tài)載荷和特殊戒指的考驗(yàn)，因此對(duì)材料的綜合性能和加工性能提出了很高的要求。高溫合金材料已經(jīng)占據(jù)了航天發(fā)動(dòng)機(jī)相當(dāng)大的比重，在發(fā)動(dòng)機(jī)中的應(yīng)用比比例接近總重量的一半，高溫合金材料技術(shù)的發(fā)展直接影響航天發(fā)動(dòng)機(jī)研制水平。

航天發(fā)動(dòng)機(jī)用高溫合金原則上都可以采用航空發(fā)動(dòng)機(jī)用高溫合金，但航天發(fā)動(dòng)機(jī)材料除了承受高溫沖擊外，還有低溫（-100℃以下）環(huán)境要求。由于高溫合金精密鑄造工藝限制，過(guò)去形狀極其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)件在航天發(fā)動(dòng)機(jī)上一直沒(méi)有真正加以應(yīng)用。隨著工藝的進(jìn)步，航天發(fā)動(dòng)機(jī)上的許多關(guān)鍵熱部件都采用了無(wú)余量整體精密鑄造高溫合金精鑄件，簡(jiǎn)化了發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)，降低發(fā)動(dòng)機(jī)重量，減少了焊接部分，縮短研制和生產(chǎn)周期，降低研制和生產(chǎn)成本，提高發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性。隨著航天發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，航天發(fā)動(dòng)機(jī)用高溫合金逐漸呈現(xiàn)出復(fù)雜化、薄壁化、復(fù)合化、多位一體、無(wú)余量的趨勢(shì)。典型的有渦輪轉(zhuǎn)子、導(dǎo)向器、泵殼體等。

我國(guó)的“長(zhǎng)征”系列火箭以及“神舟”系列飛船，發(fā)動(dòng)機(jī)的核心部分都采用了高溫合金材料。目前，航天領(lǐng)域使用的液氧煤油和液氧液氫航天運(yùn)載發(fā)動(dòng)機(jī)、小型渦噴渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)定型，并開(kāi)始批量生產(chǎn)，國(guó)內(nèi)對(duì)航天用高溫合金母合金和精鑄件的需求也在不斷增長(zhǎng)，進(jìn)入一個(gè)新的增長(zhǎng)期。