涡轮盘为航空发动机核心转动件和关键件，粉末高温合金涡轮盘发展迅速

涡轮盘为航空发动机核心转动件和关键件，对航空发动机性能具有决定性作用。涡轮盘受力状态复杂，不同部位所受温度、载荷和截止作用各不相同，要求具备高屈服强度和塑性、足够的蠕变强度、持久强度和高疲劳抗力等。涡轮盘加工过程主要分为涡轮盘坯件制备和涡轮盘成型，制备纯洁、均匀和细晶组织的涡轮盘合金坯件是满足高性能航空发动机涡轮盘的设计及冶金质量要求的关键。

纯洁、均匀和细晶组织的坯件制备是高性能涡轮盘制造关键

资料来源：航亚科技官网

目前涡轮盘坯件制备工艺主要包括先进的锻铸变形、粉末冶金和喷射成形工艺。在欧美发达工业国家中，俄罗斯主要采用先进变形工艺批量生产高强度高温合金涡轮盘，较传统铸锻工艺，铸锭质量及加工塑性明显改善；美国主要采用粉末冶金工艺，其坯件具有晶粒细小、组织均匀、无宏观偏析、合金化程度高等特征；喷射成形可以较少的工序直接从液态金属制取整体致密、成分均匀、组织细化、结构完整、接近零件最终形状的材料坯件，但目前该技术还处于积极研发中。

涡轮盘坯件制备工艺主要分为三类

资料来源：CNKI

粉末高温合金涡轮盘发展迅速，是目前高性能发动机涡轮盘的首选材料。随着发动机对耐高温需求、使用寿命的要求逐渐提高，涡轮盘已由变形高温合金锻造盘发展到第四代粉末涡轮盘。从国外粉末盘发展角度来看，第一代粉末盘 Rene95 晶粒微小，抗拉强度高；第二代粉末盘 Rene88DT 晶粒粗大，抗拉强度减弱，但具有较高的抗蠕变强度和高损伤容限，其技术成熟、经济性能优越；第三代粉末盘兼具高强度和高损伤容限，耐高温、持久性能好；第四代粉末盘继续调整金属成分和制造工艺来追求更高的工作温度，前美国、俄罗斯、英国和法国等开发的产品较为成熟，工作温度可达 815℃，还具有强度高、损伤容限大的性能特点。

国际各代次涡轮盘对比

资料来源：CNKI

粉末高温合金生产难度极高。国内具备粉末高温合金生产能力的主要包括万泽股份、北京航材院、钢研高纳、西部超导等。

粉末高温合金主要厂商

资料来源：各公司官网，各公司公告

涡轮前温度提高氧化损伤影响显著，涡轮盘消耗属性愈发显著。根据《涡轮盘合金氧化-疲劳裂纹扩展机理和寿命预测研究进展》，为满足高推重比、高功重比航空发动机的发展需求，航空发动机涡轮前温度不断提高，涡轮盘的工作温度也随之提高，使得氧化损伤对涡轮盘用高温合金以及涡轮盘表面疲劳裂纹扩展的影响变得更加显著。随着国内外航空发动机设计水平的发展，为航空发动机安全性、可靠性和耐久性要求，涡轮盘更换需求确定性强。