国产钴基高温合金研究获突破 航空发动机迎来新“骨骼”

　　近日，兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室传来喜讯：该实验室和材料科学与工程学院镍钴金属新材料及先进加工团队在钴基高温合金变形领域取得突破性进展。

　　航空航天发动机被誉为工业皇冠上的明珠，其性能直接影响飞机的飞行能力。发动机的核心部件——涡轮叶片，需要在极高的温度下工作，对材料的要求非常苛刻。目前广泛使用的镍基高温合金已经接近其使用极限，难以满足未来更高性能发动机的需求。

　　而γ'-Co3（Al，W）强化的钴基高温合金，凭借其优异的高温强度、抗腐蚀性和焊接性能，被认为是下一代涡轮叶片最有希望的候选材料。然而，这种新型合金的研发也面临着挑战。由于其γ'相含量较高，变形过程中阻力大，热加工范围狭窄，这给实际应用带来了困难。为解决这一难题，兰州理工大学的研究团队利用热轧实验，并结合先进的多尺度动态材料模型，对钴基高温合金的热变形机制进行了深入研究。他们就像给材料做了一次“热身检查”，通过不同温度和变形速度的组合，详细记录了材料在热加工过程中的“行为”。

　　最终，研究团队成功绘制出了该合金的精确热加工图，相当于一张详细的“操作指南”，为后续的工艺优化提供了重要参考。更重要的是，他们揭示了γ'相对位错迁移的抑制机制，简单来说，就是搞清楚了为什么γ'相会“阻碍”材料的变形。

　　基于这些研究成果，团队首次提出了针对Co-7Al-7W合金的最优热加工参数：在960℃~990℃的温度范围内，以0.0001~0.0005s-1的变形速度进行加工，可以有效地避免变形失稳，并获得均匀细小的晶粒组织。这就像找到了最佳的“烹饪配方”，可以最大限度地保证材料的性能。

　　这项研究成果为钴基变形高温合金的开发提供了重要的理论和技术支持，解决了实际应用中的关键难题。该项目得到了国家自然科学基金的资助，体现了国家对航空航天关键材料研发的高度重视。

　　这项研究由徐仰涛教授领衔，并得到了国家自然科学基金的资助。相关研究发表于国际顶尖期刊《Materials Science and EngineeringA》。该研究团队长期致力于镍钴金属新材料的开发及其先进加工技术的研究，其研究成果不仅推动了我国航空航天技术的发展，也为甘肃省资源型优势镍钴金属产业的高质量发展作出了积极贡献。（记者 张云文）