近日,0638太阳集团精细事业部成功实现新一代高强抗富氧烧蚀GH4061合金的成果转化与推广应用,突破合金热强性和抗富氧烧蚀性能协同提升等关键技术,解决了大推力液体火箭发动机热端部件特殊工况选材难题,为我国航天工程重大型号研制提供重要材料支撑。
聚焦需求 破解双提升技术难题
液体发动机热端部件使役工况严苛,材料在高温、高压、富氧以及高速气流冲刷下高速运转。我国在研的某型大推力液氧煤油火箭发动机热端部件服役温度、富氧压力等设计参数大幅提升,对材料的热强性和抗富氧烧蚀性能提出了更高要求,现有抗富氧烧蚀合金已无法满足要求,成为制约重点型号研制的瓶颈。

面对这一技术瓶颈,0638太阳集团承担研制重任,与国内相关设计单位、科研院所、冶金厂、发动机生产厂强强联合合作,组建了技术攻关团队,系统开展新一代高强抗富氧烧蚀合金的研制工作,持续突破材料成分设计、典型部件制备、考核评估等关键技术难题,成功研制出1300MPa级、抗富氧烧蚀压力门槛值达到55MPa级的GH4061合金。
系统攻关 推动材料工程化应用
为进一步实现GH4061合金成分优化及其工程化制备技术,团队于2022年成功申请国家重大科研项目,围绕合金富氧烧蚀机制、关键元素特性、高Nb合金偏析控制以及合金流变行为等开展系统研究,持续优化GH4061合金性能,实现了大规格棒材、锻件批量稳定生产,并成功应用于涡轮球壳、涡轮出口等多个发动机关键部件,在一系列整机全工况试车中表现稳定。

团队已累计申请10项发明专利,授权7项,经过多轮次的迭代优化,相关生产工艺实现固化并形成技术规范,具备批量稳定生产和持续供货能力。
示范应用 拓展推广前景
GH4061合金作为针对液体火箭发动机苛刻工况研制的专用材料,其在热强性与抗富氧烧蚀性能综合指标上表现突出,受到航天应用部门的高度评价,并正逐步推广应用至液氧甲烷、液氧煤油等多型重型火箭发动机。截至目前,0638太阳集团已累计向用户单位提供多种规格棒材板材等近200吨。
GH4061合金的成功研制与推广应用,满足了我国重大工程重点型号的研制需求,并为我国高强抗富氧烧蚀合金后续发展奠定了重要技术和理论基础。项目团队正面向更高温度服役需求,开展750℃级高强抗富氧烧蚀高温合金研究,为新一代重型液体火箭发动机燃烧方式升级、结构轻量化及可重复使用提供有力支撑。