技术详情
项目内容
项目主要研制高纯度、高组织均匀性超高强合金棒件，以 18Ni系列、300M、9310和16Cr3NiWMoVNbE为例。18Ni系列在航天领域主要用作固体燃料发动机火箭壳体、紧固件等，在航空领域用于发动机风扇轴和低压涡轮轴等重要部件；300M材料主要用于室温下工作的承力构件，包括飞机的起落架、主梁及其他关键承力零部件。9310与16Cr3NiWMoVNbE都是属于航空用齿轮钢，表层采取渗碳、渗氮等方式实现硬化或超硬化，使用部位有直升机传动系统减速器、发动机齿轮等。
1、项目通过高纯净化治炼技术、低偏析及化学元素精确控制的工艺等技术对18Ni系列（18Ni300为例）、300M、9310、16Cr3NiWMoVNbE 材料50余批次试制，掌握了高纯净化熔炼技术、低偏析及化学成分精确控制的工艺。制备出的各材料化学元素波动范围较小，杂质元素极低的，化学成分稳定性极好的真空自耗
钢锭。S≤0.001%、P≤0.001%、0≤0.001%、N≤0.001%。
2、项目通过100余批次锻造试验研究，利用分级加热、分级保温、分级锻造、换向锻造技术，掌握了材料高性能、组织均匀性的锻造控制技术。制备出的材料提高了横纵向力学性能、改善晶粒尺寸、达到组织均匀性的水平，其中18Ni300晶粒度可以达到7级，级差2级。
3、项目组通过30余批次“层级保温”、“分级冷却”热处理试验，掌握了18Ni系列（18Ni300）、300M、9310、16Cr3NiWMoVNbE 材料热处理调整组织形态的控制技术，实现晶粒细化。其中18Ni300晶粒度可以达到9级，300M、9310、16Cr3NiWMoVNbE晶粒度可以达到8级，级差≤0.5级。
4、项目组通过对国外材料进行解剖分析，自筹资金研制的多批次18Ni系列（18Ni300）、300M、9310、16Cr3NiWMoVNbE实物料检验分析，各牌号多批次实物料水平质量水平相当，并且质量稳定性良好。5、通过项目组的研制和攻关，中航上大具备稳定生产航空航天超高强度、高纯度、高组织均匀性合金棒件的制备能力，通过多批次试制，产品稳定性良好，提高了超高强度钢的国内自主保障能力。依靠项目研究技术成果，2021年实现高强钢销售500余吨，产品质量得到用户高度评价。化学成分、晶粒度、非金属夹杂物、力学性能实际水平等优于型号标准、美国宇航标准要求。
总投资预算
项目投入研发经费5000万元，由中航上大高温合金材料股份有限公司自筹。
市场分析
当前我国航空发动机、航天发动机用高强结构件等关键材料，国外一直禁止向华出口，只能通过国内自主研发，实现自主保障，但是国内产品质量稳定性不足，产能不能实现自给自足，因此航空、航天高强结构件材料的自主保障已迫在眉睫。
通过该项目的实施，项目组自主研发出的材料性能水平与国外材料性能水平相当，多批次研发的材料数据对比，波动很小，质量稳定性良好，提高了航空航天超高强度合金棒件的国内产能，提高了自主保障能力。经济效益
目前，高强钢销售市场主要以航空、航天等领域为主，包括航空工业安大、贵州航宇、哈尔滨中鑫盛（中国航发东安代理公司）、山西中工、无锡派克等客户、中国航发等。未来18Ni系列（18Ni300）、300M、9310、16Cr3NiWMoVNbE等高强钢产品已在我国航空、航天等领域得到批产应用，部分产品在一些预研型号航空发动机、燃机得到了应用。按每年生产2000吨计算，每年累计产值将能够达到1.2亿。
企业现状
中航上大高温合金材料股份有限公司是国家关键战略材料高值、高效、高技术循环再生利用的开创者，是国内唯一—家致力于高温合金返回料闭环再生的高新技术企业，成立于2007年，注册资金2.789亿元，拥有授权专利62项，建有CNAS实验室等10个研发平台，已成为我国军工和高端装备制造业关键性基础材料的重要生产研发基地。
公司专业从事高温及高性能合金、高品质特种不锈钢等特种合金产品的研发、生产和销售，已实现高温
合金等国家关键战略材料的高质量、低成本、短周期生产交付，交付形态为自由锻件，广泛用于高端装备的生产制造领域，如航空航天、核电、燃气轮机及汽轮机等。公司聚焦中国与美国在高温合金质量、成本、产品稳定性等方面的差距，实现了国家关键战略材料高值、高效、高技术循环再生利用，在国内率先建立了关键战略材料返回料循环再生体系，填补了该领域国内技术的空白，打破了美国等发达国家在该领域的技术垄断；在高温合金高纯净化治炼、难变形合金冷拉工艺技术等方面，实现了多个牌号的进口替代，航空航天领域国产高温合金冷拔材市场占有率达60%以上。
公司生产的高温合金、高性能合金等产品已广泛应用于我国研制和批产的各型航空发动机、飞机结构件等航空装备零部件及固体火箭发动机等航天装备零部件的制造。客户包括航空工业、中国航发、航天科技等高端装备制造业，产品销往全国各地。
