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1.有色金属工业“十二五”发展规划的主要任务

2.三代机的推重比

有色金属工业“十二五”发展规划的主要任务

1.调整优化产业布局

统筹规划，坚持上大与压小相结合、新增产能与淘汰落后相结合，优化有色金属生产力布局。以满足内需为主，严格控制资源、能源、环境容量不具备条件地区的有色金属冶炼产能。积极引导能源短缺地区电解铝及镁冶炼产能向能源资源丰富的西部地区有序转移。逐步推进部分城市有色企业转型或环保搬迁。在沿海地区，利用进口原料有序布局建设若干铜、镍基地。选择条件合适的区域，依托拆解园区，充分利用国内外废杂铜、铝资源建设若干规模化的再生金属基地。提升企业国际化经营水平，鼓励在境外建设氧化铝、电解铝、铜、铅、锌、镍等产业园区。

按照循环经济发展模式，支持建设若干资源基础雄厚、产业链完整、特色鲜明、资源高效利用、环境友好的有色金属新型工业化示范基地。支持建设优势互补、合作双赢的东、中、西部产业转移合作示范区。

2.大力发展精深加工产品

以发展精深加工、提升品种质量为重点，以轻质、高强、大规格、耐高温、耐腐蚀、低成本为发展方向，大力发展铝、镁、钛等高强轻合金材料，以提高性能、降低成本为方向，加快发展高性能铜合金材料、铅锌镍各种合金及其他功能材料，满足战略性新兴产业以及国家重大工程的需求，形成若干布局合理、特色鲜明、产业聚集的有色金属精深加工产业生产基地。

铝：开展航空用高抗损伤容限合金、高强度铝合金品种开发，以及铝合金薄板、厚板、型材和锻件的工程化技术开发，满足航空及国防科技工业对高性能铝合金材料的要求。开发具有自主知识产权的轨道交通用大型铝合金型材、具有较好成形性能的汽车车身用6016类及6022类合金，以及液化天然气船（LNG）船用5083-O态合金板材生产技术。大力发展高纯高压电子铝箔，满足特高压铝电解电容器的需求。

镁：以开发生产汽车、高速列车及轨道交通车辆、电子信息、国防科技工业、电动工具等领域应用的大截面型材、板材、大型压铸件为重点，采用产学研用相结合，通过增强创新能力及示范工程建设，加快高性能、低成本镁合金及深加工技术及产品研发，实现重大关键共性技术突破，建设以镁合金铸件、型材、锻件、板材为主体，终端产品相配套的完整产业化体系。

钛：针对国家航空航天等重大工程需求，着力发展大规格棒材和锻件、紧固件用丝材、宽幅板材和钛—钢复合板、大直径管材、大型铸件和粉末冶金件。积极发展钛带材、焊接钛管及挤压型材等，并进一步延伸产业链，提高产品附加值。

其他有色金属：重点发展镍及镍合金板带材、高性能锌合金，高强高导引线框架材料、水箱铜带、变截面带材、高精度异型铜合金材、超细毛细管、高速列车及铁路电气化高性能专用铜材、5ppm（百万分之一）以下高纯无氧铜、小于18微米压延铜箔等高性能铜合金,锡锑精细深加工产品、高性能稀有金属材料等。

专栏4：精深加工产品发展重点 铝：高性能铝合金半固态坯料及零件，涡轮发动机压叶轮材料，汽车铝合金板，航空航天用2系、7系列铝合金及材料，铝锂合金，深冷设备用铝合金板材，大型、超大型及微型铝合金工业型材，可焊铝合金薄板，超高纯铝，高压阳极铝箔等。 镁：耐热铸造镁合金，低成本挤压型材，高性能镁合金挤压型材，大截面镁合金中空型材，宽幅镁合金板材，镁合金铸轧板材，镁合金热轧板材，镁合金薄带材，镁合金精轧薄板材，镁合金锻造汽车轮毂，镁合金锻件等。 钛：优质宽幅冷轧纯钛板材，高性能宽幅钛及钛合金厚板，钛合金型材，钛及钛合金带材，大规格宽厚钛合金板材，高精度、宽幅钛合金薄板材，大规格钛合金棒材及特征锻件，紧固件用丝材、大型钛铸锭及锻件，新型钛合金结构材料，专用钛合金材料，钛及钛合金模锻件，钛基多孔材料等。 铜：铜合金引线框架，高强高导新型铜合金接触导线，无铅新型环保铜合金，高性能无铍弹性铜合金，高性能耐蚀镍铜合金，铜包铝，低松比雾化铜粉，高纯铜合金溅射靶材，压延铜箔等。 其他有色金属：镍基高温合金、镍基合金无缝管，镍基金属多孔材料，高性能球形氢氧化镍，高性能锌合金,无铅锡焊料、锡化合物，先进锑阻燃材料，纳米晶及特粗晶粒等高性能硬质合金、ITO靶材、大规格钨钼靶材、核级锆材等高性能稀有金属材料等。 3.积极推进企业重组

按政府引导、企业为主体、市场化运作的原则，结合优化布局，大力支持优势大型骨干企业开展跨地区、跨所有制兼并重组，提高产业集中度。积极推进上下游企业联合重组，提高产业竞争力。充分发挥大型企业集团的带动作用，形成若干家具有核心竞争力和国际影响力的企业集团。

4.发展有色金属生产服务业

大力支持科技实力雄厚的有色金属企业从生产型制造向服务型制造转变，鼓励有色金属企业开展技术研发、工业设计、信息咨询、现代物流等生产性服务。建立和完善有色金属的电子商务、期货交易等市场手段。支持发展工程咨询、设计、装备集成、安装调试、运营服务一体化的工程承包服务。鼓励发展有色金属工业检测认证、科技成果推广等中介服务，扶持壮大节能服务产业。 1.加快资源基地建设

以加快境外铜、铝、铅、锌、镍、钛等原料供应基地建设为重点，积极推动境外资源勘探，在资源丰富的国家和地区，依托具有国际化经营能力的骨干企业，建立与资源所在国利益共享的对外资源开发机制，加快境外资源开发项目建设，形成一批境外矿产资源基地。进一步加强国内重点成矿地带的普查与勘探，增加资源储量，提高查明资源储量利用率，积极开展现有矿山深部边部找矿，延长矿山服务年限。以云南、新疆、甘肃、青海、西藏、内蒙古、黑龙江等省（区）有色金属成矿带资源开发为重点，加快建设西部矿产资源基地。在广西、贵州、山西适度发展具有资源保障的氧化铝产能。

2.大力发展循环经济

鼓励低品位矿、共伴生矿、难选冶矿、尾矿和熔炼渣等资源开发利用。促进铜、铅、锌等冶炼企业原料中各种有价元素的回收，冶炼渣综合利用，以及冶炼余热利用。建立完善铜、铝再生资源利用体系，规范回收、拆解，建设一批规模化再生利用示范工程。完善废旧铅酸电池回收利用体系，鼓励将废旧铅酸电池回收利用纳入矿铅生产体系，最大限度地降低重金属污染。支持改扩建形成一批锌、钴、镍、锡、锑、锗、铟、贵金属等回收利用及冶炼废渣综合利用示范工程。依托内蒙古等高铝煤炭资源，有序推进高铝粉煤灰资源开发利用，大力推进《赤泥综合利用指导意见》的组织实施工作。 1.增强创新能力

围绕有色金属工业发展重点和难点，在矿产资源勘查、节能减排、提高资源利用率、先进材料制备等领域，加快建立以企业为主体、市场为导向、产学研相结合的技术创新体系，大力培育企业的应用技术研发与创新能力，创新投入机制，强化共性技术研究平台建设，推动企业、科研院所和高校共同开展前沿共性技术攻关，着力突破核心关键技术和共性基础技术，充分发挥科技对产业升级的支撑作用，提高产业核心竞争能力。

专栏5：科技开发重点 重点开发技术。氧气底吹及侧吹连续炼铜技术、闪速炉短流程一步炼铜技术、高温高浓度溶出浆液高效分离技术、底吹电热熔融还原炼铅技术、闪速炼铅新工艺、红土镍矿绿色湿法冶金技术、镍锍连续吹炼技术、新法炼钛技术、等温熔炼炉关键技术及配套设备、赤泥分选用超导磁选机和赤泥综合利用技术等。 重大节能技术。氧化铝节能技术、铝电解节能技术、多热源内热式电热法生产镁技术与装备、低品位红土镍矿生产镍铁节能技术、海绵钛节能降耗技术、镁电解多极槽技术、大型充气机械搅拌式浮选机、烟气制酸低温位热回收技术等。 精深加工技术。高洁净、高均匀性合金冶炼和凝固技术，中厚板固溶及预拉伸技术，高性能铸造镁合金及变形镁合金制备及深加工技术，镁合金腐蚀控制及防护技术，18微米及以下压延铜箔压延及表面处理工艺技术, 高质量引线框架材料合金制备及加工工艺技术，钛铝合金及加工成型技术，钛合金模锻件锻压、型材挤压、大型铸件、异型管棒丝材成型技术。 重点前沿技术。有色金属矿产资源潜力快速评估与勘查基地优选、地下金属矿山智能化采矿关键技术与装备、生物提取金属、有害元素的无害化处理及资源化利用、金属复合材料及难加工金属电塑性加工技术、先进材料制备技术、低碳技术等。 2.加强技术改造

支持有色金属企业运用先进适用技术和高新技术，以质量品种、节能减排、环境保护、安全生产、两化融合等为重点，对现有企业生产工艺及装备进行升级改造，加快淘汰落后，实现清洁、安全生产，提高企业生产自动化、管理数字化水平。

专栏6：技术改造重点 采选。推广电动液压采矿凿岩设备如掘进台车和深孔凿岩台车、低矮式破碎机等大型高效节能自动化采选装备以及新型高效药剂，实现采选装备机械化、自动化和大型化，加强矿山现场监测，提高矿山管理信息化水平。 铝冶炼。重点推广新型结构铝电解槽、低温低电压铝电解等高效节能技术；低品位铝土矿高效节能生产氧化铝技术、氧化铝生产过程余热回收利用技术。 铜冶炼。推广氧气底吹炉炼铜等技术。 铅冶炼。推广富氧底吹熔炼、液态铅渣直接还原炼铅工艺等先进技术，加快对落后熔炼、鼓风炉还原等进行技术升级改造。 镁冶炼。推广套筒竖窑及蓄热式竖式还原炉技术。 钛冶炼。重点推广植物油除钒技术、铝粉除钒技术、新型节能还蒸炉、多极槽镁电解等技术。 铜铝加工。推广铜铝加工短流程生产技术，积极开发引进大断面、复杂截面铝合金型材制造技术、大型高性能铝合金预拉伸板制造技术及装备，高强高导新型铜合金制造技术及装备。 稀有金属。推广微量杂质低成本高效分离技术、高纯金属制备新技术、高功率电子束熔炼炉及难熔金属的提纯技术及装备等，生产高档硬质合金、高纯化合物、高纯金属细粉、大卷重丝材、大规格高性能板、棒材及特种钨、钼制品等精深加工产品。 3.推进两化深度融合

认真总结和推广行业先进企业的信息化经验，建立和完善有色金属工业信息化标准规范工作体系。通过技术改造，提高企业生产自动化水平。鼓励企业建设信息化集成管理系统，推广使用企业资源计划（ERP）和生产制造执行系统（MES），提高管控效率。

4.加强标准化建设

适应有色金属工业加快产品结构调整、发展新材料的需要，建立、修订、完善技术和产品标准。进一步做好能耗、安全生产、清洁生产标准的制订。制订再生有色金属能源消耗标准和环保标准。加大参与国际标准化工作的力度，实现国际国内标准接轨和双向转化。 以重有色金属污染防治为重点，按照《重金属污染综合防治“十二五”规划》和《重点区域大气污染联防联控“十二五”规划》要求，遵循源头预防、过程阻断、清洁生产、末端治理的全过程综合防控原则，加快重点区域重金属污染防治。

1.限制重金属污染排放项目

严格准入条件，优化产业布局，禁止在在自然保护区、饮用水水源保护区等需要特殊保护的地区，大中城市及其近郊，居民集中区等对环境条件要求高的区域内新建、改建、扩建增加重金属污染物排放的项目。到“十二五”末，仅保留少数符合环保排放要求的原生汞冶炼企业，取缔其他原生汞冶炼企业。汞触媒回收企业应配套有汞蒸汽回收装置，严格控制其他地区新建的汞触媒回收企业。

2.积极推行清洁生产

大力推广安全高效、能耗物耗低、环保达标、资源综合利用效果好的先进生产工艺，强化从源头防控重金属污染。依法实施强制性清洁生产审核。加强重金属污染治理设施建设，鼓励企业在达标排放的基础上进行深度处理。实施区域综合整治，以湘江流域为重点，推进污染产业密集、历史遗留污染问题突出、风险隐患较大的重金属污染区域综合整治。

3.强化监管能力建设

加强重金属污染环境监测能力，推行污染源自动监控，重金属废气、废水排放企业要安装相应的重金属污染物在线监控装置，并与环保部门联网。 1.控制高耗能产业过快增长

提高节能环保市场准入门槛，严把土地、信贷两个闸门，严格控制新建高耗能、高污染项目。建立高耗能产业新上项目与地方节能减排指标完成进度挂钩、与淘汰落后产能相结合的机制。继续运用提高资源税、调整出口退税、将部分产品列入加工贸易禁止类目录等措施，控制高耗能、高污染产品出口。加大差别电价实施力度，提高高耗能产品差别电价标准。

2.加快淘汰落后产能

依靠法律、经济和必要的行政手段以及技术进步，按期淘汰落后产能。

专栏7：落后产能淘汰目录 铜：鼓风炉、电炉、反射炉炼铜工艺及设备（2011年），铜线杆（黑杆）生产工艺，无烟气治理措施的再生铜焚烧工艺及设备，50吨以下传统固定式反射炉再生铜生产工艺及设备。 铝：铝自焙电解槽及100KA及以下预焙槽（2011年），利用坩埚炉熔炼再生铝合金、再生铅的工艺及设备，铝用湿法氟化盐项目，1万吨/年以下的再生铝，4吨以下反射炉再生铝生产工艺及设备。 铅：采用烧结锅、烧结盘、简易高炉等落后方式炼铅工艺及设备，1万吨/年以下的再生铅项目，未配套制酸及尾气吸收系统的烧结机炼铅工艺，烧结-鼓风炉炼铅工艺。 锌：采用马弗炉、马槽炉、横罐、小竖罐等进行焙烧、简易冷凝设施进行收尘等落后方式炼锌或生产氧化锌工艺装备。 锑：采用地坑炉、坩埚炉、赫氏炉等落后方式炼锑。 汞：采用铁锅和土灶、蒸馏罐、坩埚炉及简易冷凝收尘设施等落后方式炼汞。 其他有色金属：采用土坑炉或坩埚炉焙烧、简易冷凝设施收尘等落后方式炼制氧化砷或金属砷工艺装备，烟气制酸干法净化和热浓酸洗涤技术，再生有色金属生产中采用直接燃煤的反射炉项目。 3.加大节能力度

严格执行《节约能源法》，按照国家节能减排总体要求，降低有色金属工业单位增加值能源消耗。积极推进有色金属行业电力需求侧管理试点示范。大力推广高效节能采选工艺和设备、自热强化熔炼工艺、低温低电压铝电解节能技术、湿法冶金节能先进技术等。积极开展节能技术和项目示范，推进能源转换和梯级利用，加强企业能源管理中心建设，提高能源利用效率。

三代机的推重比

涡扇发动机双轴最常见，包含低压与高压压气机、主燃烧室、高压与低压涡轮、加力燃烧室四个部分。核心机指基准发动机上的高压系统，包括高压压气机、主燃烧室和高压涡轮三部件。在核心机上面加上不同低压系统构成各种形式的发动机。

高推：中国80年开始高性能推进系统工程预研，简称高推预研。网络通常叫做高推。

高推目标：以F404发动机为目标提供技术储备。以624所为总师单位，有全国24个厂、所、院校参加。89－92年展开三大高压部件全尺寸试验件的设计和试验研究，91-19年1月，进行核心机设计及试验研究。

中推核心机：94年1月中推核心机达到设计指标。

中推是指中推核心机，含义是中等推重比级核心机。高推项目包括中推核心机，但是也可以包括高推重比核心机。

中推核心机成果：

1． 吴仲华教授三元流动理论，建立了无粘条件下准三元轴流压气机设计体系。建立了高负荷跨音速涡轮气动设计体系。初步掌握先进核心机的总体、气动、冷却、结构、强度设计技术和三大部件间的匹配技术。

2． 七级高压压气机，压比7.02，效率0.839，喘振裕度24.7%。

3． 带蒸发管短环燃烧室研究，带气动雾化喷嘴的短环形燃烧室，其火焰筒长度190 mm，出口平均温度1662K（温升850℃），温度场均匀，壁温小于900℃。

4． 带冷气的全尺寸涡轮部件，在核心机上经受住1600～1650K和16500转/分的考验。

5．“对流－冲击－气膜”复合气冷叶片试验与一套先进设计方法和计算机程序。平均降温水平导叶361～438℃，动叶320～357℃,加上涂层的综合降温效果487℃。采用复合冷却技术加涂层隔热技术，能使涡轮前燃气温度达到1600～1650K。

6．跨上推重比8一级的台阶。

高推重比核心机95年进展：

1． 84年开始推重比10发动机预研的技术论证，88年4月召开了预研选题论证会，90年正式立项开题。

2． 94年完成了6个总体方案的顶层设计，完成了项目指南和综合论证，93～96年开展对俄合作。

3． 已基本确定了推重比10发动机总体方案。有些课题，如平均级压比达1.62的三级压气机研究已经取得了良好进展。

文章中指出推重比10发动机国外进展，即高推重比核心机目标。要求高推重比、低耗油率，高可靠性和推力矢量等。美国空军推重比10发动机的循环参数范围是：涵道比0.2～0.3，总增压比23～27，节流比1.10～1.15，涡轮前温度1922～2033K。国外典型代表是F119、EJ200、M88Ⅲ和P2000。俄罗斯的P2000因经济困难已陷于停顿。刘大响认为指标接近F119、EJ200，适当安排推重比10～20的概念研究和少量关键技术研究。

中国发动机研制与美国相仿，应用基础、探索发展研究属于预研。美国预先发展阶段也属于预研，分为技术验证机与型号验证机，中国使用“先期技术演示验证”概念。以后的工程发展和使用发展两个阶段与美国相同。刘大响提议“应用研究－先进部件－核心机－验证机”的发展道路。

95年中推核心机尚没有进入“先期技术演示验证”阶段，刘大响认为这是必要时发展7500 ～10000daN级涡扇发动机的先期技术演示验证，比推重比10预研来完成这个过程要更有利。

文章留下这样的迷团：

1． 推重比8与10核心机发展验证机的分岐。

2． 推重比10发动机预研自行研制核心机与和俄罗斯合作的分岐。

3． ××号机和×××发动机是两个工程型号。

4． 推重比10发动机预研可以采用推重比8预研，核心机和技术验证机预研为基础，吸收×××，×××发动机研制经验。

《航空知识》2000年第5期刊登了《心系航空动力——记航空动力专家刘大响》一文。刘大响先后出任“七五”、“八五”高性能推进系统预研和先进核心机工程研制的项目总设计师和第一总设计师。文中所述的“先进核心机工程”指中推核心机，94年初进行了两台试验。

北京航空航天大学的《我国航空发动机发展的道路选择》论文中进一步披露，

1． 89年高推预研办公室与北京航空航天大学分析认为当时可获得性能水平与美国差距约20年，到2000年这个差距约为25年。也有文献认为到2005年我们比发达国家落后20年左右。

2． 20世纪80年代中期，在国外某核心机的基础上研制的涡扇10发动机预计到2005年可装备部队，推重比7.5，相当于国外第三代发动机的技术水平，差距缩短到20年左右。

3． 突破推重比为10一级的发动机的技术关键是现实需要。国外经验是在成熟核心机上发展新机只要3～5年，经费也只有全新发动机的40%左右。

4． 我国进行的国际合作主要是合作生产，尚没有达到合作研制经营与合作研究发展阶段。

5． 文章认为需要“加大投入，坚定不移地根据国情发展相应水平的核心机”。

又是刘大响院士在最近披露了黎阳公司WS13发动机的研制。文章说明：

1． WS13的原型机是外正在服役的主力战斗机动力。

可以在中推核心机基础上改型发展成WS13。

作者：麻雀

特别声明：禁止超级大本营以任何方式使用本文。

高温合金是铁基、镍基和钴基高温合金的总称，又称超合金。铁基合金使用温度一般比镍基合金低，可做中温使用的零部件，如700℃以下使用的涡轮盘。镍基合金用来制造受力苛刻的热端部件，如涡轮叶片、导向叶片、燃烧室等，在先进的发动机中，镍基合金占总重量的一半。钴基合金因其具有良好的抗热腐蚀性能和抗冷热疲劳性能广泛用作导向叶片。

国外铸造合金随定向凝固、单晶、超纯熔炼技术的发展，从定向正发展至单晶。单晶合金也已先后研制出三代产品。单晶合金是提高涡轮前温度、高推比的必须。国外现役发动机叶片材料主要采用第二代和第三代单晶合金，目前发展低成本（少Re）三代单晶合金，发展多孔单晶发散叶片。开发出第四代单晶。

用于高推重比发动机涡轮盘的粉末合金第一代有In100、Rene95、APK-1、ЗП74НП合金等。GE用HIP，HIP+热模锻，HIP+HIF（等温锻）和EX（挤压）+HIF的Rene95粉末盘，轴等高温部件。俄罗斯研制的ЭП741HП合金用量最大，1550MPa以上 ，750℃，100h的持久应力达750Mpa。主导制造工艺路用温度达700℃的ЭП962П高强合金与Rene95类似。使用母合金熔炼及电极棒浇注加工→ 等离子旋转电极制粉→ 粉末处理→ 粉末装套及封焊→ 热等静压成形→ 热处理→ 机加工→ 检验→ 成品。

推重比10发动机涡轮盘用的二代粉末合金有Rene88DT、N18、MERL-76、ЗП975合金。盘件合金实现了由高强型向耐损伤型的转变，强度稍有降低，但疲劳裂纹扩展速率下降较多，工艺性能得到改善，设计的使用温度达到750℃或更高。采用铸造及激光打孔工艺直按制造发散冷却孔道。

第三代粉末盘发展双组分（AF115+MER-76）、双重热处理组合盘。机械合金化合金，采用Y2O3（<2%）质点强化镍合金可使其在850～1200℃、1000h性能优于PWA1480，用于F100发动机叶片，寿命提高2倍，推重比提高30～50%，涡轮前温度可提高至1540～1650℃。已发展有MA754、MA956、MA6000E，正在发展的有取代MA6000E的MA760，取代MA956的MA957，前者兼具优良的中温（760℃）性能，后者在保持抗氧化基础上提高强度。推重比10的F119-PW-100的涡轮前温度1580℃、4000循环寿命使用控制冷却效果和隔热涂层防护的三代单晶合金涡轮叶片。F119压气机、涡轮及推气系统机匣使用由In909发展的In783。

工艺对单晶合金的发展具有极其重要的意义，八仙过海各显神通。目前和未来的高温合金的熔炼方法有：

单炼：AAM（电弧炉熔炼），AIM（感应炉熔炼），VIM（真空感应炉熔炼），真空电弧熔炼（VAR），电渣熔炼（ESR），电子束熔炼（EBM），电子束冷室炉床熔炼（EBCHR），等离子电弧炉熔炼（PAF），等离子感应炉熔炼（PIF）。

双炼：VAR（真空电弧重熔），VADER（真空电弧双电极重熔），VIR（双真空熔炼），EVR（真空感应加渣重熔），NER（非自耗），PAR（等离子重熔），EBM（电子束重熔），VEB或VIM+EBCFM（真空感应加电子束），NEB（非自耗电极加电子束）。

三次熔炼：VIM+VAR+ESR，VIM+ESR+VAR，NAV+EBM+VAR。

氩气雾化在欧美广泛采用。粉末冷速高，晶粒非常细（－3μm），但粉末纯净度稍差，因此以热等静压直接成型为主，目前向无陶瓷细粉方向发展。等离子旋转电极雾化在俄罗斯应用较多。热等静压和热挤压是粉末成型的关键技术，可以直接成型盘件，也可制预坯再等温锻成盘件。直接热等静压成型盘件时盘件成本低得多，但要求粉末质量好，目前只是在俄国用得比较多。利用热等静压复合技术、热机械处理、热处理等研制盘芯高强度、高低周疲劳性能，盘缘持久蠕变性能好的双性能盘，可以扩展盘件的使用温度范围，双性能盘已在F119等发动机上应用。叶片和粉末盘热等静压复合的整体件也已投入使用，大幅度提高了涡轮转速。

中国航空材料工业存在“五多五少”：仿制多而创新少，低水乎多而高水乎少，立项研制的多而改进改型少，获奖励的多而真正用上的少，单一用途多而一材多用的少。高温合金又称热强合金、耐热合金或超合金，国内代号：GH前缀指变形高温合金（FGH指粉末冶炼），铸造高温合金K，定向凝固合金DZ，单晶合金DD，金属间化合物合金IC。另外钛合金中TA代表α型钛合金，TB系列代表?型钛合金，TC系列代表α+?型钛合金。

中国650℃第一代高温合金粉冶FGH95在77年进行研制，从德国Heraeus公司引进了部分研究设备仿制Rene95合金。84年底模锻出Φ420mm的全尺寸涡轮盘，基本达到Rene95性能。展开母合金熔炼，氩气雾化制粉，粉末处理，热等静压成形，等温锻，热处理，超声检验及表面强化等研究，发现工业生产等工艺问题严重。从俄国引进工业化生产的等离子旋转电极制粉设备及盘件生产线，95年底全部投产，从根本上解决了粉冶高温合金的粉末质量问题。95年西南铝加工厂用包套锻造工艺成功地模锻出10A盘用的φ630mm的粉冶FGH95 合金涡轮盘，经过潜心研究度过了淬火关，得到快速冷却而不裂的涡轮盘。但是发现问题，以后倾向于采用HIP+等温锻（或热模锻）工艺路线。FGH95合金使用温度为650℃，拉伸强度可以达到1500Mpa。在650℃、1035MPa应力条件下，持久寿命大于50小时。

国外目前Inconel 718与Hastoloyx粉末高温合金占先进发动机用高温合金中的60%，抚顺钢厂、上钢五厂和长城钢厂生产GH4169（仿IN718），另外中国目前正在重点建设GH4169生产工艺和产品系列化。GH4169高性能、难变形盘件高温合金，工作温度760℃以下。国内外IN718合金过程中高温合金熔炼方法及熔炼水平：

国外 VIR,美国CM公司 O、N、S=1ppm

VIM(CaO坩埚) O、S<10ppm N=10ppm

EBCHR O、S=4～5ppm N=20～40ppm

EBR 数据不详

VIM+ESR+VAR 数据不详

VIM+EBR O=7ppm N=60ppm

国内 VIM+电磁搅拌 S<10ppm O=1ppm N=4ppm

VIM+VAR或VIM+ESR 数据不详

冷壁坩埚熔炼 数据不详

VIM(CaO坩埚) O、N=20ppm S=5ppm

钢铁研究总院仲增墉2000年前后分别确定IN718和Waspaloy两种合金的锻造控制模型，用以控制锻造过程。贵州安大航空锻造有限责任公司2000年采用整体锻造工艺研制出了国内第一根GH4169低压涡轮轴。新艺机械厂网站的消息，中推核心机高压压气机叶片使用的是GH4169合金材料，叶片周向带有圆弧棒齿结构。在国内模锻技术转让的资料中，GH4169材料和涡轮盘生产工艺已用于型号发动机关键件的工业性试制，并装机试车，进入应用研究。同时使用“复合包套模锻”技术研制成功28种高温合金模锻件，用於急需的GH698、GH169、GH132等高温合金涡轮盘（注： GH4169属于GH169合金系列）。GH4169已经进行高性能航空发动机涡轮盘和压气机盘背景研究。

航材院的DD3和FGH95粉末盘为先进涡轴发动机提供了关键材料（均为国内首次应用）。广州有色金属研究院NiCoCrAlTaY六元合金粉末用于DD3抗高温和热腐蚀涂层，解决了急需。第一代低密变、低成本单晶合金DD3可以达到1020℃的高温。现已推广到多个机种，成为我国真正用于航空的第一代单晶合金。

目前国内展开高温合金锻件、盘件及环形件，开展第二、三代涡轮盘粉末高温合金、双性能复合粉末盘用先进粉末高温合金研究。GH586、GH742W等工艺研究、降低高性能盘成本并扩大应用。发展新一代低成本涡轮叶片单晶高温合金。现已确定高推重比发动机发动机匣用IN909、IN783，燃烧室耐高温烧蚀用氧化物弥散强化合金，耐烧蚀部件用Ni3Al基金属间化合物应用。钢铁研究总院研发FGH96、FGH97，可在750℃下使用。北京航空材料研究院开展第二代FGH96粉末涡轮盘材料应用研究，采用等离子旋转电极法制备预合金粉末。

WP13AII压气机第1、2级转子叶片和盘、压气机轴、第8级静子叶片为1Cr11NiW2Mo不锈钢锻件，其余各级转子叶片、盘及静子叶片均TC11。火焰筒材料为GH3044，涂W－2高温陶瓷。安装边GH1015。稳定器和隔热屏材料为GH3128，筒体 为GH99。高压与低压涡轮导向器叶片材料为K403。第1级转子叶片材料K417。第2级转子叶片材料GH4049，WP13FI为DZ4定向结晶耐热合金。

贵州新艺机械厂与北京航空材料研究院合作DZ4 合金定向凝固工艺技术，完成美国5241型定向结晶炉技改，建立了国内最大的定向凝固生产线。在WP13FI使用以后，开展“863”计划新材料IC6 合金定向凝固二级导向器叶片工程化应用研究，96年底通过坚定。IC6取代进口，随J8IIM的WP13B实际使用。IC6叶片初熔温度1310－1320℃，使用温度超过1100℃，100h，持久性能水平达到国际最高水平。试制IC6和IC6A（加Y）WP-13F发动机（500小时延寿）二级导向叶片，进行挂片试车。用IC6试制10A发动机一级导向叶片，进行地面挂片试车考核，以替代钴基合金，并对合金性能和工艺进一步改善，更好满足工程应用的要求。Ni-Al系金属间化合物的应用开发项目提高了WP-13B二级导向叶片的铸造毛坯合格率至50-60％，达到零件批产水平。“定向凝固无余量精铸FWS10发动机一、二级低压涡轮叶片的研制”获中航总公司99年科技进步三等奖（南昌航空工业学院网站）。

WP13B四种叶片已批产：

1． 一级DZ4 合金三大冷却孔锯齿冠定向凝固精铸涡轮叶片。

2． 二级DZ4 合金锯齿冠定向凝固精铸涡轮叶片。

3． 一级DZ4 合金空心整体定向凝固导向器叶片。

4． 二级IC6金属间化合物Ni3Al基高温合金整体定向凝固导向器叶片。

需要指出的是DD3和FGH95粉末盘在10A发动机上的使用没有成功的报道。WP13F1涡轮第2级转子叶片首先使用DZ4，然后推广到WP13B。WP13B首先使用IC6作第2级转子叶片，而在中推核心机上率先使用了GH4169。DD3是单晶合金，FGH95粉冶变形高温合金，DZ4是定向凝固合金，GH4169是镍基高温合金。虽然都属于高温合金，粉末盘与叶片材料发展不一致。FGH95是中国第一代粉末盘材料，DD3是第一代单晶合金；第二代粉末盘材料GH4169，第二代单晶合金是DD6。叶片材料是定向结晶DZ4，升级产品是Ni3Al基DZ6，然后试用GH4169发现不稳定，再发展到IC6。到这时候，中国的单晶合金才在叶片上粉墨登场。叶片材料的要求比粉末盘高，或者说最先进的材料首先使用在叶片材料上。从WP13的叶片发展可以看出，高低压涡轮叶片材料是不一致的，最先进的材料首先使用在高压涡轮叶片上。在技术特点上，叶片要求也与粉末盘有一些区别，另外实验室产品与工业化产品也有不同，高温材料需要先进工艺的保障，然后才能走出实验室。比如GH4169在2000年完成工业化，却早在94年以前已经应用。

昆仑发动机是中国第一个贯彻军标，按型号规范研制，具有完全自主知识产权的航空军用发动机，是第一个走完自行研制全过程的型号。采用了带气动雾化喷嘴的环型燃烧室、复合气冷定向凝固无余量精铸涡轮叶片、数字式防喘控制系统、压气机高扩稳增益技术、大功率附件传动机匣等。比J－79先进，可以改进为小涵道比涡扇发动机。由沈阳发动机设计研究所设计，黎明航空发动机司、西安航空发动机公司和红林机械有限公司等联合研制。83年初设计，85年12月试车，86年9月达到验证机设计指标。2002年7月9日会正式设计定型。2000年获中科院科技进步一等奖有“昆仑发动机用GH761合金及其应用”项目。GH761高强变形铁镍基高温合金，从室温至700℃有高屈服强度、持久强度、抗冷热疲劳和低周疲劳性能，优异的缺口性能，长期组织和性能稳定。解决了偏析、超声探伤、合金冶炼、热加工、模锻、轧环等一系列工艺难题。可用于750℃以下工作的涡轮盘和其他高温承力零部件。

新艺机械厂DZ4、DZ17G、IC-6等制作涡轮转子和导向叶片。使用特殊陶瓷型芯制成空腔，真空气淬热处理、强力磨削精密加工、榫头喷丸强化、叶身耐高温腐蚀涂层、无损检测、振动光饰等制造工艺。TC4、TC11、GH4169、ICr11Ni2W2MoV等制作高压缩器、压气机叶片和风扇叶片，精密锻造、真空热处理、榫头和型面精密加工、榫头和型面表面喷丸强化、无损检测、榫头涂层等制造工艺。

中国正在研制DZ17G铸造合金K4169和单晶高温合金以及长程有序金属间化合物NiAlNi3al、FeAl、FeAl和TiAl等。DZ125定向凝固高温合金可用作先进航空发动机定向薄壁空心叶片，00年《航空材料学报》报道：铸造某航空发动机的具有复杂内腔的薄壁定向叶片已通过台架试车，投入小批量生产。此合金具有良好的定向铸造工艺性能和高的薄壁力学性能。

含Y2O3的MCrAIY涂层是发动机涡轮叶片、导向叶片等发动机热端部件用的可设计成分的第三代涂层，已在国外高性能、长寿命发动机上得到应用。航材院采用磁控溅射沉积工艺和多弧离子镀技术已研制成功这种涂层系列，其抗热腐蚀及综合性能已达到国外同类涂层的先进水平。该涂层系列已被高温合金、定向凝固合金、单晶合金和Ni-A1基合金涡轮叶片、导向叶片选用，作为高温抗氧化涂层已在先进发动机和地面燃气涡轮机上使用。导向叶片溅射离子镀技术表面制备NiCrAlY纳米晶涂层，可用作1150℃涡轮导向叶片和1050℃涡轮工作叶片材料，于2000年开始进入批量生产。高温材料研究所展开“863”项目相关研究，在Ti3Al、TiAl和Ti2AlNb以及Ni3Al等金属间化合物合金研究方面取得了重大进展，已为我国航天、航空及兵器部门研制成功多个重要部件，有的已成功试车。

北京航空材料研究院研制定向凝固Ni3Al基高温合金IC10，并拟用于某型号先进发动机导向叶片，与GH3039异种高温合金的钎焊。经检索，GH3039通常用作加力燃烧室的加力扩散器等，使用电子束焊或者真空钎焊。中国的先进发动机肯定不会使用固溶强化型镍基合金作燃烧室部件了，因而判断IC10型号是其他发动机使用。

北京钢铁研究总院Ti-Al中心研制成功TAC-1(TiAl24Nb14V3Mo0.5)和TAC-1B，这两种Ti3Al基合金的力学性能和工艺性能全面超过美国的同类合金水平。TAC-1突破了超塑性、焊接及薄板轧制工艺难关。TAC-1B使用的温度范围为：-100℃～700℃。TAC-1和TAC-1B合金具有优良的热、冷加工性能、机械切削性能，能加工成饼、棒、管、板箔等各种型材，并具有优异的超塑成形、扩散连接以及熔化焊接性能。它们是具有工程意义的先进高温轻质结构材料，在航天航空等领域应用极具潜力。北京航空材料研究院曹春晓等人优选出两个无钒的Ti3Al合金即TD3(TiAl24Nb15Mo1.5)和TD4(TiAl24Nb13Mo1.5Si0.5)，与TD2合金相比，TD3和TD4具有更好的抗氧化性、断裂韧性、塑性和高温持久性能。目前，已用Ti3Al试制了气体涡轮的燃烧器旋流器、压缩机外壳、支撑环、燃烧器，涡轮导风板。国家近十年以来的863金属间化合物高温材料的研究在解决Ti3Al和TiAl脆性和工程实用化方面取得了重大进展，铸造TiAl用于航空发动机涡流器的部件研制已成功，正作使用考核。钢铁研究总院Ti-Al中心研制的具有独立知识产权的Ni3Al基MX246系列合金。比重7.9g/cm3、优良的中高温强度、良好的室高温塑性、优良的抗汽蚀和抗烧蚀性能和优异的高温抗氧化性能，指标见表1～2，高温性能优于传统高温合金。具有良好的高温组织稳定性和优良的铸造工艺性能，适于制造大型铸件，具有更高的性价比。MX246系列合金可在1000～1200℃下长期稳定工作，目前用飞机发动机高温承力部件，为壁厚1～1.2mm、轮廓面积为500×100mm的大型复杂薄壁铸件。直接接触1800K高温燃气冲刷，并承受高温火焰矢量加力，在1200℃温度下长期工作。

傅恒志院士提出特种合金及其金属间化合物航空航天发动机叶片液态无模电磁成形和超高梯度超细化定向凝固技术属世界首创，94年领导“超高梯度电磁自约束定向技术和超细单晶及定向涡轮叶片研究”项目，初步实现了无坩埚、无铸型的合金熔炼与定向凝固成形。利用超高梯度ZMLMC定向凝固技术并引入电磁自约束成形技术就完全有可能获得设定形状的超细柱晶的铸件（叶片），从而实现具有特定三维形状的涡轮叶片的定向凝固组织的超细化。这样，定向凝固技术超高梯度电磁自约束成形，将可能成为更新一代涡轮叶片的制备技术。以大推力、超高温发动机为研究背景，自主开发耐热温度在1000℃以上的钛铝基发动机叶片的制备技术。具有超高冷却能力的新型定向及单晶技术获得无（少）偏析、组织超细化、高精确取向的高温合金或以金属间化合物为基的复合材料满足跨世纪更新一代的高推重比、长寿命、工作温度大于1200℃的航空发动机对涡轮叶片和导向叶片的要求。研究成果可迅速工程化并直接用于高性能航空发动机涡轮叶片、导向叶片的研制和生产。

750℃损伤容馅型粉末盘是我国推比10发动机必需的涡轮盘关键材料。正开展第二代、第三代单晶合金的研制。北京航空材料研究院研制的第二代单晶高温合金DD6应用于先进的涡轮发动机叶片，国内综合性能最好的单晶合金。适合制作具有复杂内腔的燃气涡轮工作叶片和在高温、高应力、氧化及腐蚀条件下工作的高温零件。1050-400℃下完全抗氧化，850-1000℃／100h条件下腐蚀速度≤0．18／平方米。DD6的拉伸、持久、抗氧化和耐热腐蚀性能达到或部分超过国外第二代单晶合金具有低成本优势。北京科技大学高温材料及应用研究室正在根据高推重比研究计划和设计部门要求，填补国内先进涡轮盘材料空白，为高推重比航空发动机材料储备关键技术，进行“十五”攻关项目高推重比发动机用粉末高温合金双性能涡轮盘研究，750-850℃难变形高性能高温合金盘材的研制。863“高熔点结构材料快速凝固喷射成形制备技术”子课题，研究喷射成形高温结构材料的特殊微观结构及其与高温蠕变和疲劳性能的关系，为应用建立基础。

中国已能小批生产中小型钛合金叶片精锻件和定向空心叶片精铸件，并已研制成功单晶合金叶片精铸件，直径570mm的钛合金机匣铸件和投影面积小于1m2的模锻件。与国际先进水平的差距甚大，与我国研制和生产先进战斗机、先进民机及其高推比发动机和机载设备对热加工技术的需求相比，其差距也很大。需要研究双合金整体叶盘结构(单晶叶片和粉末盘)热等静压复合成形技术、超纯净高温合金涡轮盘喷射成形技术及其相关技术、铝基复合材料构件喷射成形技术，为新机研制作好技术储备。针对在研和在制飞机及其发动机典型零件工业生产的需求，研究某发动机粉末合金涡轮盘直接热等静压批生产工艺及其可靠性，开发喷射成形技术在某发动机涡轮盘上的工程应用。集中力量攻克高效冷却单晶叶片精铸技术和粉末高温合金涡轮盘超塑性锻造技术等先进战斗机和先进民机及其配套发动机急需的关键热加工技术，以保证新机研制的顺利进行。

美国综合高温涡轮燃气机计划（IHPTET）和先进热机材料计划（HITEP）提出，陶瓷基复合材料目标用于1650℃以上军用和民用发动机。目前先进陶瓷制备技术和基础研究的发展趋势可大致归结为陶瓷的单晶化和复相化，块体材料的膜层化、片式化和多层化。普遍认为C/C复合材料是推重比20～30发动机1930～2227℃热端件的优选材料，重量是高温合金的1/4，比强度高5倍。发展方向是突破抗氧化涂层材料与工艺技术、高效低成本制备工艺，应用是时间问题。

中国研制出可工作于1300摄氏度左右的陶瓷基复合材料，主要力学性能达到了国际先进水平。突破了陶瓷基复合材料薄壁异型结构件的近净尺寸制造等技术关键，制备出了航空发动机燃烧室浮璧和矢量喷口调节片隔热板等全尺寸典型试验件，并对部分制件进行了环境模拟考核试验。目前有针对性地开展高温使用的大型陶瓷部件和复杂形状部件的烧成制造技术、微细精密陶瓷部件成型加工技术、陶瓷部件内部缺陷的无损检测技术，大幅度提高我国结构陶瓷产品的技术水平。30% Cf/Si3N4的弯曲强度达454MPa，KIC达15.6 MPa·m1/2，断裂功达4770J/m2，显著优于国外Si3N4陶瓷。中国研制的高熔点金属间化合物SiCw(20%)/MoSi2,，弯曲强度和KIC分别达到346 MPa和4.01 MPa·m1/2。Mo5Si3被认为是有可能用于高温的候选材料，蠕变性能已超过1300℃。中国已研制成功Ti-55、Ti-633G、 Ti-53311S、7715C和HT-5-Y等5种高温钛合金。研制出Ti3Al棒材、板材，并锻出φ656mm×506mm×80mm环件。断裂韧性比Ti6Al4V高31%的新型高韧Ti-451合金，已用于飞机事故记录仪壳体、防弹装甲、火焰喷射器筒体等。中国引进了6t级Al-Li合金熔铸生产线，在863计划中开展了快速凝固AlFeVSi系、过共晶Al-Si系耐热铝合金以及纤维和颗粒增强铝基复合材料研究。另外，先进的镁合金的研究与开发自20世纪90年代开始，正在迅猛发展。科学院化学研究所研制生产的KH－304热固性聚酰亚胺树脂和北京材料工艺研究所研制并生产的KH－304／HT3复合材料，耐317℃的喷气发动机外涵道。中国在高分子材料的改性、新型特种材料的研制、成型加工技术及设备、设计及制品开发等方面仍有明显差距