超合金

鎳基合金是超合金中應(yīng)用最廣、強(qiáng)度最高的材料。超合金之名稱(chēng)即源自于材料特色;包括：

(1)性能超優(yōu)異：高溫下可維持高強(qiáng)度，且具有優(yōu)異的抗?jié)撟儭⒖蛊诘葯C(jī)械性質(zhì)，以及抗氧化和耐蝕特性與良好的塑性和 焊接性。

(2)合金添加超繁雜：鎳基合金常添加十種以上之合金元素，用以增進(jìn)不同環(huán)境之耐蝕性；以及固溶強(qiáng)化或析出強(qiáng)化等作用。

(3)工作環(huán)境超惡劣：鎳基合金被廣泛用于各種嚴(yán)苛之使用條件，如航天飛行引擎燃?xì)?室的高溫高壓部份、核能、石油、海洋工業(yè)之結(jié)構(gòu)件，耐蝕管線(xiàn)等。

三、鎳基合金之微組織

鎳基合金的晶體結(jié)構(gòu)主要為高溫穩(wěn)定之 面心立方體(FCC)沃斯田鐵結(jié)構(gòu)，為了提高其耐熱性質(zhì)，添加了大量的合金元素，這些元素會(huì)形成各種二次相，提升了鎳基合金之高溫強(qiáng)度。二次相的種類(lèi)包含各種形式之 MC、M23C6、M6C、M7C3碳化物，主要分布在晶界，以及如 γ’ 或 γ’’ 等結(jié) 構(gòu)上為整合性(Coherent)之有序(Ordering)介金屬化合物。γ’與 γ’’ 相之其化學(xué)組成大致是Ni3(Al, Ti) 或 Ni3Nb，此類(lèi)有序相在高溫下非常穩(wěn)定，經(jīng)由它們的強(qiáng)化可得到優(yōu)良的潛變破壞強(qiáng)度。 典型鎳基合金之微組織如下圖：

隨著合金化程度的提高，其顯微組織的變化有如下趨勢(shì)： γ’相數(shù)量逐漸增多，尺寸逐漸增大，并由球狀變成立方體，同一合金中出現(xiàn)尺寸和形態(tài)不相同的γ’相。此外，在鑄造合金中還出現(xiàn)在凝固過(guò)程中形成的γ+γ’共晶，晶界析出不連續(xù)的顆粒狀碳化物并被γ’相薄膜所包圍，這些微組織的變化改善了合金的性能。此外，現(xiàn)代鎳基合金的化學(xué)成份十分復(fù)雜，合金的飽和度很高，因此要求對(duì)每個(gè)合金元素 (尤其是主要強(qiáng)化元素)的含量嚴(yán)加控制，否則會(huì)在使用過(guò)程中容易析出其他有害的介金屬相，如σ、Laves相等，將損害合金的強(qiáng)度和韌性。

四、合金元素之作用與牌號(hào)

鎳基合金是高溫合金中應(yīng)用最廣、強(qiáng)度最高的一類(lèi)合金。其中添加較大量的Ni 為沃斯田鐵相穩(wěn)定元素，使得鎳基合金維持 FCC結(jié)構(gòu)而可以溶解較多其它合金元素，還能保持較好的組織穩(wěn)定性與材料的塑性；而 Cr、Mo和Al則具有抗氧化和抗腐蝕作用，并具有一定的強(qiáng)化作用。鎳基合金的強(qiáng)化依元素作用方式可分為：

(1)固溶強(qiáng)化元素，如W、Mo、Co、Cr和V等，藉由此類(lèi)原子半徑與基材的不同，在Ni-Fe之基地造成局部晶格應(yīng)變來(lái)強(qiáng)化材料；

(2)析出強(qiáng)化元素則如Al、Ti、Nb和Ta等，可以形成整合性有序的A3B型金屬間化合物，如Ni3(Al,Ti)等強(qiáng)化相(γ’)，使合金得到有效的強(qiáng)化，獲得比鐵基高溫合金和鈷基合金更高的高溫強(qiáng)度；

(3)晶界強(qiáng)化元素，如B、Zr、Mg和稀土元素等，可加強(qiáng)合金之高溫性質(zhì)。一般鎳基合金的牌號(hào)由其所開(kāi)發(fā)廠家來(lái)命名，如Ni-Cu合金又稱(chēng)為Monel合金，常見(jiàn)如Monel 400、K-500等。Ni-Cr合金一般稱(chēng)為 Inconel合金，也就是常見(jiàn)之鎳基耐熱合金，主要在氧化性介質(zhì)條件下使用 ，常見(jiàn)如 Inconel 600、625等。若是Inconel合金中加入較高量的Fe來(lái)取代Ni，則為Incoloy合金，其耐高溫程度不如鎳基析出硬化型合金，但價(jià)格便宜，可用于噴射引擎里溫度較低部份的組件及石化廠反應(yīng)器等，如Incoloy 800H、825等。若于Inconel與Incoloy中加入析出強(qiáng)化元素，如Ti、Al、Nb等，則成為析出硬化型(鐵)鎳基合金，可于高溫下仍保有良好的機(jī)械強(qiáng)度與抗蝕性，多用于噴射引擎的組件，如 Inconel 718 、Incoloy A-286 等。而 Ni-Cr-Mo(-W)(-Cu) 合金則稱(chēng)為哈氏耐蝕合（Hastelloy)，其中Ni-Cr-Mo主要在還原性介質(zhì)腐蝕的條件下使用。Hastelloy的代表牌號(hào)如C-276、C-2000等。

成都航宇超合金技術(shù)有限公司、成都中科航空發(fā)動(dòng)機(jī)有限公司、朗星無(wú)人機(jī)系統(tǒng)有限公司、加德納航空……一個(gè)個(gè)航空企業(yè)入駐，為航空動(dòng)力小鎮(zhèn)蓄勢(shì)待發(fā)再添強(qiáng)勁動(dòng)力。

▲成都航宇超合金技術(shù)有限公司

如今，雙流按照?qǐng)@區(qū)城市總體規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)招商指導(dǎo)目錄、園區(qū)設(shè)計(jì)規(guī)劃導(dǎo)則、產(chǎn)業(yè)引導(dǎo)政務(wù)政策和公共服務(wù)設(shè)施建設(shè)規(guī)劃“五位一體”的管理體制，突出產(chǎn)城融合，規(guī)劃航空動(dòng)力小鎮(zhèn)，著力打造集產(chǎn)業(yè)、科研、生活于一體的新型園區(qū)和游居一體的航空主題小鎮(zhèn)，產(chǎn)業(yè)定位瞄準(zhǔn)國(guó)際前沿。

項(xiàng)目推進(jìn)產(chǎn)業(yè)互動(dòng)

打造航空科技創(chuàng)新引擎

走進(jìn)成都航宇超合金技術(shù)有限公司廠區(qū)，現(xiàn)代化的流水線(xiàn)上繁忙而有序。這個(gè)擁有從高溫合金熔煉、渦輪葉片精鑄、金屬零件機(jī)加、表面涂層處理等全流程研發(fā)和制造能力的公司，積極推動(dòng)航空產(chǎn)業(yè)發(fā)展自主化和國(guó)際化。

▲航宇自動(dòng)化生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)

除成都航宇外，加德納航空同樣引人矚目。去年7月18日，加德納航空全球旗艦工廠項(xiàng)目舉行開(kāi)工儀式，雙流航空經(jīng)濟(jì)發(fā)展取得了重大突破。為拓寬延伸雙流航空研發(fā)、制造、維修產(chǎn)業(yè)鏈，進(jìn)一步推動(dòng)雙流臨空先進(jìn)制造業(yè)加快發(fā)展，雙流持續(xù)推進(jìn)加德納全球旗艦工廠配套項(xiàng)目落戶(hù)，加快完成廠房主鋼結(jié)構(gòu)安裝、水電氣及設(shè)備安裝，計(jì)劃9月底啟動(dòng)調(diào)試，預(yù)計(jì)10月底廠房建成試生產(chǎn)。

該項(xiàng)目投產(chǎn)后，將可以生產(chǎn)包括機(jī)翼前緣表層、發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)部件、起降設(shè)備、油泵罩等核心部件和大型飛機(jī)精密組件等系列產(chǎn)品，主要客戶(hù)包括空客集團(tuán)、羅爾斯羅伊斯集團(tuán)等。

航空動(dòng)力小鎮(zhèn)建設(shè)指揮部相關(guān)負(fù)責(zé)人表示：“力促加德納航空等項(xiàng)目建成投產(chǎn)，是推動(dòng)航空動(dòng)力小鎮(zhèn)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)集聚的關(guān)鍵步驟，將有助于吸引全球范圍內(nèi)更多的配套企業(yè)到雙流落戶(hù)，進(jìn)而形成助推‘臨空經(jīng)濟(jì)示范區(qū) 國(guó)際一流空港城’建設(shè)的良好態(tài)勢(shì)。”

今年，我區(qū)將全力推動(dòng)基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目建設(shè)工作，計(jì)劃11月啟動(dòng)主干道路及中心湖等建設(shè)；并充分利用航空動(dòng)力小鎮(zhèn)合作社會(huì)資本方資源優(yōu)勢(shì)，力爭(zhēng)在2018年引進(jìn)一批具有帶動(dòng)性的產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目，為打造研發(fā)生產(chǎn)融合的航空科技創(chuàng)新引擎助力。

產(chǎn)城融合游居一體

建設(shè)航空主題山水小鎮(zhèn)

攤開(kāi)小鎮(zhèn)規(guī)劃設(shè)計(jì)圖，一幅山水交融、現(xiàn)代生活與古典建筑相呼應(yīng)的小鎮(zhèn)風(fēng)貌躍然紙上。

4.1平方公里的航空動(dòng)力小鎮(zhèn)依托航空產(chǎn)業(yè)而設(shè)立，這個(gè)集航空產(chǎn)業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)、服務(wù)及生活配套于一體的航空主題山水小鎮(zhèn)亮點(diǎn)鮮明，突出生產(chǎn)空間集約高效、生活空間宜居便利、生態(tài)空間風(fēng)景優(yōu)美等特點(diǎn)，打造高度聚集的航空裝備制造產(chǎn)業(yè)板塊，聚合航空相關(guān)服務(wù)業(yè)，促進(jìn)周邊區(qū)域協(xié)同發(fā)展；以低層、低密度、小街區(qū)的規(guī)劃形態(tài)打造宜居的生活空間，構(gòu)建完善的居住、商業(yè)、教育、交通等配套設(shè)施；以綠色生態(tài)為原則，科學(xué)進(jìn)行綠地及水系規(guī)劃建設(shè)，打造生態(tài)的小鎮(zhèn)環(huán)境。

▲航空動(dòng)力小鎮(zhèn)鳥(niǎo)瞰效果圖

航空動(dòng)力小鎮(zhèn)建設(shè)指揮部相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，“打造航空動(dòng)力小鎮(zhèn)這樣的特色產(chǎn)業(yè)園區(qū)，不僅有利于航空產(chǎn)業(yè)的資源融合，整體優(yōu)化，還能帶動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，再造經(jīng)濟(jì)新引擎。我們將奮進(jìn)‘全面落實(shí)年’，扎實(shí)開(kāi)展‘大學(xué)習(xí)、大討論、大調(diào)研、大落實(shí)’活動(dòng)，推進(jìn)航空動(dòng)力小鎮(zhèn)建設(shè)，加快發(fā)展航空經(jīng)濟(jì)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)?！?/p>

結(jié)合世界民用航空事業(yè)的發(fā)展，尤其是考慮到中國(guó)民用航空業(yè)強(qiáng)勁的發(fā)展和需求，航空動(dòng)力小鎮(zhèn)依托成都、雙流區(qū)優(yōu)良的商務(wù)環(huán)境和完美的配套設(shè)施，設(shè)定了近期、中期、遠(yuǎn)期發(fā)展目標(biāo)。在已入駐的航空企業(yè)帶動(dòng)下，引入更多航空裝備制造、航空原材料生產(chǎn)等相關(guān)企業(yè)，推進(jìn)寬體/窄體客機(jī)、直升機(jī)、其他飛行器的零部件、組件等航空產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)、培訓(xùn)及維修服務(wù)以及無(wú)人機(jī)的研發(fā)、組裝、培訓(xùn)及維修服務(wù)。

記者 楊曉嬌 王鴻明 攝影報(bào)道 編輯 蔣婷玉 校對(duì) 岳鈴 審核 劉云涌