金川故事高温合金：助力高端制造的“幕后英雄”

金川高温合金:助力高端制造的“幕后英雄”

在当前高端制造业蓬勃发展的浪潮中，镍钴共伴生资源开发与综合利用全国重点实验室成果显著，研制的覆盖变形合金、铸造合金及增材制造专用合金粉末的多牌号镍钴基高温合金系列产品成功应用于航空航天、核电能源、石油化工、生物医疗等关键领域，构建起“科研-中试-产业”全链条创新体系，为高端制造业发展提供有力支撑。

近日，记者走进镍钴共伴生资源开发与综合利用全国重点实验室，深入了解这些高性能材料的研发、生产过程，以及在工业领域的广泛应用情况。

高温合金粉末:3D打印的“魔法原料”

随着3D打印技术不断向高精度、复杂化方向突破，高温合金粉末成为了3D打印的“魔法原料”，以其独特的魅力和强大的性能，开启高端制造的新纪元。

在镍钴共伴生资源开发与全国重点实验室内，GH4169、GH864、GH3625等多种牌号的高温合金粉末静静陈列，却蕴含着巨大的能量。

据镍钴共伴生资源开发与综合利用全国重点实验室先进金属材料研究所所长卢苏君介绍，这些粉末凭借卓越的物理性能和加工性能，尤其是与3D打印技术的完美契合，成为航空航天、能源等领域新宠，为高端制造业带来前所未有的发展机遇。

在众多粉末中，GH4169高温合金粉末尤为引人注目。作为航天液体动力复杂构件增材制造的首选材料，堪称材料界“全能选手”，具备优异的耐高温、抗腐蚀及持久稳定性，借助3D打印技术，能够制造复杂且高性能的零部件，是航空航天领域不可或缺的关键材料。

“GH864合金粉末同样有着不俗的实力。”卢苏君继续说，凭借出色的力学性能和抗氧化特性，在燃气轮机叶片修复中发挥着不可替代的作用，大幅降低维修成本，为燃气轮机的安全运行保驾护航。

卢苏君表示，随着3D打印技术的不断发展，高温合金粉末在航空航天领域的应用前景越来越广阔。镍钴共伴生资源开发与综合利用全国重点实验室致力于研发高品质的高温合金粉末，满足航空航天工业对高性能材料的迫切需求。

除了在工业领域的卓越表现，高温合金粉末还在生物医用领域展现出巨大的潜力。

采访中，我们了解到，有一种叫作CoCrMoW的钴基合金粉末，因高硬度、耐磨损及耐腐蚀的特点，成为骨科医生手中的“3D手术刀”，在医疗领域大显身手。

这种钴基合金粉末硬度堪比钻石，却拥有与人体骨骼相近的弹性模量，这种独特的性能组合使其成为制造人体关节植入材料和牙齿内胆的理想之选。它能够与人体组织完美融合，为患者带来更加安全、可靠的医疗解决方案。

卢苏君自豪地说:“生物医用合金粉末的研发和生产需要严格的质量控制，产品经过层层严格检测，每一粒都承载着对生命的敬畏和对品质的执着追求，可满足医疗行业高标准要求。”

热障涂层用粉末则是高温合金粉末的重要分支，它在工业领域的应用同样不容小觑。这类以镍为基础，添加其他元素构成的粉末，广泛应用于航空、电力、船舶等多个行业。作为热障涂层系统的粘结层，如同坚固的盾牌，能够增强陶瓷层与金属基体的粘着力，提升燃气轮机的效率并延长其使用寿命。

卢苏君说:“我们将继续加大研发投入，不断提升产品性能和质量，探索新的应用领域，为我国高端制造业发展贡献更多力量。”

铸造高温合金:高端制造的“工业筋骨”

在航空发动机涡轮叶片的赤红烈焰中，在燃气轮机高速运转的高温腔体里，一种能抵御千度高温、承受极端压力的“工业筋骨”正悄然改变着中国高端装备的发展格局。

数据显示，当前，我国各主要领域对于高温合金材料的年需求量约为4.5万吨，其中最为确定的刚性需求来自航空发动机、燃气轮机等方向，占高温合金需求的80%以上。随着两机国产化趋势加速及应用领域的拓展，高温合金面临着巨大的需求增长空间和进口替代空间。

“依托全国重点实验室的研发优势，经过多年技术攻坚，我们已成功研发出K418B、K444、K452等多个牌号的铸造高温合金产品。”卢苏君说，这些带着“金川印记”的高温合金，正以“多牌号、全场景”的产品矩阵，覆盖高端装备的核心受力部件。

其中，K444铸造高温合金可适配发电用重型燃气轮机，K452铸造高温合金则瞄准舰船动力系统，两类产品均通过多家主机厂的验证测试，形成批量供货，产品质量获得客户认可。

此外，实验室内研制出的K418B、K4648、K213等铸造高温合金也在多个领域展现出卓越的性能，成为备受瞩目的“明星”产品。K418B、K4648在航空航天领域应用于航空发动机热端部件，高温强度与稳定性达到国际同类产品标准；K213在能源装备领域凭借优异耐热腐蚀性能，成为石油化工烟气轮机的“新选择”。

这些突破填补了国内空白，将高温合金的进口依存度降低15%，为我国高端装备产业链安全提供了重要保障。

“从元素配比的毫厘之差，到热处理制度的精准控制，每一个牌号的突破都经历了上百次实验。”卢苏君表示，目前，镍钴共伴生资源开发与综合利用全国重点实验室已掌握镍钴基铸造高温合金母合金的全流程核心技术，形成从材料成分优化设计、熔炼铸造到性能检测的完整产业链能力。

从龙首山下的实验室到生产车间，金川集团正以铸造高温合金为支点，撬动我国高端材料产业的升级，为中国式现代化的“装备脊梁”注入更多“金川力量”。

变形高温合金:航空航天的“金属脊梁”

在航空航天、能源装备等高端制造领域，变形高温合金如同工业的“金属脊梁”，以卓越的高温性能支撑着大国重器的运转。全国重点实验室内，一系列以GH牌号为代表的变形高温合金材料正不断刷新着金属材料的性能边界，成为突破“卡脖子”技术的关键一环。

作为镍基变形高温合金的标杆产品，GH4169的屈服强度稳居变形高温合金首位，抗疲劳、抗辐射等综合性能更是堪称“六边形战士”。

据介绍，实验室研发的0.266mm×190mm超薄带材，展现出惊人的加工极限，既能够轻松制造出各种形状复杂的零部件，同时在超薄、超细加工方面的卓越能力为高端制造业的精细化发展提供坚实基础，成为横跨航天、能源领域“万金油”材料。

在800℃工业炉膛与1000℃氧化气氛中，GH3600变形高温合金正演绎着“耐蚀先锋”的角色。这种Ni-Cr-Fe基固溶强化合金，凭借稳定的奥氏体基体与铬元素形成的钝化膜，在含硫燃气、海水介质中保持着优异的完整性。

“该产品以其超薄的厚度和较大的宽度，展现了变形高温合金在薄带材加工方面的卓越性能，为电子屏蔽材料、高温传感器等高科技产品的制造提供了可能。”卢苏君说。

采访期间，我们还认识了耐蚀和抗氧化的“精英战士”变形高温合金GH3625、高温抗氧化的“艺术之作”变形高温合金GH5605等系列产品，都为航空发动机的高性能运行提供可靠的材料保障，确保了航空发动机在高温、高压等恶劣环境下的稳定运行。

从航天发射场的火箭引擎到医院的粒子加速器，从百万千瓦级燃机电站到深潜万米的载人潜艇，每一份牌号的合金材料，都在诠释“工业筋骨”“金属脊梁”的真正含义——它们不仅是元素周期表的排列组合，更是大国重器从“跟跑”到“领跑”的物质根基。

相信在不久的将来，这些高性能材料将在更多领域发挥重要作用，助力我国制造业迈向更高水平。