当前位置： 从GH3030到新型优质合金：国内镍基高温合金的崛起之路
早在20世纪初，随着航空航天工业的蓬勃发展，对航空发动机热端材料提出了极高的要求，这些材料必须在高温、高压环境下保持出色的性能。正是在这样的背景下，高温合金材料应运而生，被誉为“先进发动机的基石”。
1929年，Merica等人率先在电热合金（80Ni20Cr）中添加了少量的Al和Ti元素，旨在提升合金的蠕变性能。这一创新性的尝试为后续高温合金的研发奠定了基础。
1939年，英国在独立研发Whittle喷气式发动机的过程中，由于该发动机的热端零部件对材料的耐高温性和高温高强度有着极高的要求，英国Mond公司成功地在电热合金（80Ni20Cr）中加入了0.1%的C，研制出了Nimonic75合金。这一合金迅速被应用于发动机的涡轮叶片，明显提升了发动机的性能。
进入20世纪40年代，为满足更高的蠕变强度要求，科研人员对Nimonic75合金的元素成分进行了调整，研制出了Nimonic80合金，并成功应用于发动机涡轮叶片。此后，通过对Al、Ti、B、Mo、Zr、Co等元素的进一步调整，又相继开发出了Nimonic80A、Nimonic90、Nimonic95等一系列性能卓越的合金。
美国的高温合金研发起步稍晚，但发展迅速。1942年，美国钴业公司成功开发出Has-telloyB合金，并应用于I-40发动机中。随后，美国某公司在Inconel600合金（Ni-Cr-Fe系）的基础上加入Al、Ti，形成了一系列以γ相为主要强化相的镍基高温合金，即Inconel合金系列。得益于美国丰富的镍资源储量，美国Pratt Whitney、General Electric、Special Metals等公司相继研制出了Udimet-500、Mar-252和Waspaloy等一系列性能优异的镍基高温合金。
20世纪80年代，定向凝固（DS）、粉末冶金及单晶合金（SC）等新工艺的开发，逐步推动了高温合金的发展。目前，美国和英国已经成功研制出了第五代航空发动机（如F135和F136发动机），并预计在未来的2025年，将一种先进的变循环发动机（AETD技术）装备在美军的第六代战斗机上，推重比将达到20以上。
新中国成立后，我国开始着手研制镍基高温合金。1956年，在前苏联的大力援助下，我国成功研制出了第一炉牌号为GH3030的镍基变形高温合金。虽然起步较晚，但我国的高温合金发展势头迅猛，主要经历了以下几个阶段：
第一阶段：从1956年至1970年初，我国的工业建设取得了显著进展，依托地理优势和资源配置建立了多个钢铁基地。在这一时期，部分有突出贡献的公司开始研制高温合金材料，有代表性的合金包括GH3030、GH4033、GH2036和K401等。
第二阶段：从1970年至1990年代中期，伴随着改革开放的深入，中国工业经济得到了迅速恢复与发展。为了全力发展科学技术，我国引进了一系列欧美高温合金体系和技术，并在此基础上开始了自主研发之路。
第三阶段：从1990年至今，通过我国科研人员的不懈努力和自主创新，我国已经建立健全了高温合金发展体系，并逐步完善了高温合金的系统规划。在这一时期，我们国家生产了多种高性能、高档次的新型优质合金，满足了航空航天、石油化学工业等所有的领域对高温合金材料的需求。
然而，尽管我国高温金属材料已发展了60多年，并具备了高温合金新材料自主研发的能力，但随着航空发动机向高推重比方向的发展，对发动机材料的性能提出了更高的要求。同时，在高端产品方面，国内生产能力仍显不足，稳定性有待提升。因此，我国高温合金尚未实现自主可控，供需缺口较大。在国际关系日益紧张的环境下，高温合金研制过程中的“卡脖子”技术亟需获得突破，以实现进口替代。