高溫合金是指以鐵、鎳、鈷為基體,能在600℃以上的高溫及一定應力作用下長期工作的一類金屬材料;并具有較高的高溫強度,良好的抗氧化和抗腐蝕性能,良好的疲勞性能、斷裂韌性等綜合性能。高溫合金為單一奧氏體組織,在各種溫度下具有良好的組織穩定性和使用可靠性。基于上述性能特點,且高溫合金的合金化程度較高,又被稱為“超合金”,其廣泛應用于航空、航天領域。
單晶高溫合金是指合金以單個晶體為單位,合金化程度高于普通的高溫合金。晶界的消除從而不易產生裂紋源,彌補了傳統的鑄鍛高溫合金鑄錠偏析嚴重、熱加工性能差、成形困難等難點,因而其具有良好的持久壽命、低蠕變速率和良好的抗熱疲勞性能。
20世紀80年代以來,單晶高溫合金一直沿著其獨特的道路發展。隨著合金設計理論水平的提高和生產工藝的改進,相繼出現耐溫能力比第1代單晶合金分別大約高30℃和60℃的第2代單晶合金和第3代單晶合金;第1代單晶高溫合金的代表有DD2, DD3, DD4, DD26, DD26C, DD402, DD8, CMSX-2, PWA1480, NWC8TA6AK等,第2代單晶高溫合金的代表有PWA1484 ,CMSX-4, DD6, DD406, DD398, DD5, DD99, M09A, DD13, ReneN5等,第3代單晶高溫合金的代表有CMSX-10, CMSX-11, ReneN6, TMS-75, TMS-82, DD9, DD10, DD32, DD33, DD90等。
DD406是我國研制的第二代鎳基單晶高溫合金,具有高溫強度高、綜合性能好、組織穩定及鑄造工藝性能好等優點。與國外應用的第二代單晶高溫合金PWA1484、ReneN5、CMSX-4相比,其拉伸性能、持久性能、蠕變性能、抗氧化性能及耐熱腐蝕性能等均達到甚至部分超出其水平,且因其含Re量低而具有低成本的優勢。適用制作具有復雜內腔的燃氣渦輪在1100℃以下工作的渦輪工作葉片和1150℃以下工作的導向葉片等高溫零件。
DD406合金已被選用于制作多種先進航空發動機渦輪工作葉片與導向葉片,正在多種發動機上進行試車考核,并且該合金通過了某發動機的試車考核、飛行考核及設計定型技術鑒定。