双合金热等静压（HIP）复合工艺研究

项目研究内容：.（1）扩散连接用FGH95高温合金粉末与DD407高温合金单晶叶片制备；.（2）建立HIP扩散连接数学模型，进行工艺参数模拟计算；.（3）HIP扩散连接工艺试验研究；.（4）双合金复合件热处理工艺优化。.采用先进的HIP扩散连接成型技术，实现高温合金单晶和粉末高温合金两种先进航空发动机材料的"强强联合"，优化DD407单晶合金与FGH95粉末合金的HIP复合工艺，为新型航空发动机整体复合涡轮转子的设计制造的应用基础研究作出重要贡献。

采用热等静压（HIP）扩散连接涡轮叶片和涡轮盘是制造整体复合涡轮转子最有前途的工艺方法。DD407单晶高温合金和FGH95粉末高温合金是国内制造叶片和涡轮盘性能最高的材料。由于目前使用单晶叶片和粉末涡轮盘制造双合金涡轮转子的理论和工艺方法仍然处于研究探索阶段，因此本项目主要进行了DD407和FGH95双合金热等静压(HIP)复合工艺研究。本项目的主要研究内容包括：（1）FGH95高温合金粉末与DD407高温合金单晶叶片制备；（2）建立HIP扩散连接数学模型，进行工艺参数模拟计算；（3）HIP扩散连接工艺试验研究；（4）双合金复合件热处理工艺优化等。项目研究的双合金HIP优化复合工艺能为新型航空发动机整体复合涡轮转子的设计制造的应用基础研究作出重要重要参考贡献。.采用目前国内最先进的等离子旋转电极（PREP）镍基高温合金制粉末设备，结合优化的静电分离夹杂工艺，能够制得粉末粒度为50μm～100μm,夹杂物含量≤20颗/Kg的质量合格的FGH95粉末。采用功率降低单晶制备方法，成功研制出了可用于本项目复合试验研究的单晶DD407试棒和测试研究的单晶DD407近尺寸叶片。.本项目采用计算机模拟的方法研究热等静压扩散连接双合金元素的扩散规律。运用瑞典皇家工学院开发的动力学软件Dictra建立了扩散连接计算模型。运用计算模型分别讨论了时间和温度对扩散的影响，计算出1120℃下不同时间的相分布曲线，得出γ′相富集区的变化趋势。模拟计算出温度1120℃～1210℃,压力120MPa下,时间区间1h～15h的各元素浓度分布曲线、互扩散区的宽度变化曲线等，综合考虑温度和时间对扩散的影响，得出最佳的计算工艺参数为扩散时间3h～5h,扩散温度1170℃～1200℃。.采用独特设计的粉末合金+固体单晶合金复合成型试样进行了1120℃、1170℃和1210℃（P≥120MPa）,时间3h,的热等静压复合工艺试验研究。完成了界面复合组织的全面分析研究，完成了HIP复合成型试件的拉伸性能和持久性能测试研究，验证了计算机模拟计算研究结论的准确性和适用性。研究表明，优化HIP复合试样的650℃拉伸强度σb达到1180MPa,而屈服强度σ0.2达到1060MPa,同时650℃/849MPa的持久性能大于150 h,都达到了HIP复合整体涡轮转子的暂定性能要求。.按照双合金热处理制度的交叉归一原