DD402镍基高温合金（百科）

DD402是一种第二代定向凝固镍基高温合金，是中国自主研发的航空发动机关键材料。它是在DD4（第一代定向凝固合金）基础上，通过优化合金成分和改进制备工艺发展而来的，主要用于制造航空发动机和燃气轮机的高温部件，特别是涡轮叶片。

以下是其主要特性：

核心特性

优异的高温强度

在950℃~1050℃的温度区间内具有极高的持久强度和抗蠕变性能。这是其作为涡轮叶片材料最核心的特性，能够保证发动机在极端高温和高压下长时间稳定工作。

出色的抗热疲劳性能

定向凝固技术使合金结晶沿[001]方向择优生长，消除了横向晶界（薄弱环节），从而显著提高了材料抵抗因温度剧烈、反复变化而产生裂纹（热疲劳）的能力。

良好的组织稳定性

在长期高温应力作用下，合金的微观组织（如γ'强化相）相对稳定，不易发生粗化或有害相的析出，保证了性能的持久性。

较好的抗热腐蚀性能

合金中含有适量的铬（Cr）等元素，使其在高温燃气环境中具有一定的抗硫化、抗氧化腐蚀能力。

可铸性良好

适用于定向凝固铸造和单晶铸造工艺，能够制造出形状复杂、内腔空冷的空心涡轮叶片。

典型化学成分（示意）

镍（Ni）为基体，主要添加元素包括：

铬（Cr）： 抗腐蚀。

钴（Co）： 降低γ'相固溶温度，提高固溶处理窗口和高温强度。

铝（Al）、钛（Ti）： 形成主要的强化相γ'（Ni₃(Al, Ti)）。

钨（W）、钼（Mo）： 固溶强化，提高高温强度。

钽（Ta）： 强化γ'相，提高抗腐蚀性。

微量的碳（C）、硼（B）、锆（Zr）等用于晶界强化。

工艺与应用

制备工艺： 采用定向凝固技术或单晶技术在高速凝固炉中铸造。

热处理： 通常包括固溶处理和时效处理，以优化γ'相的尺寸和分布，获得最佳性能。

应用领域：

航空发动机： 高压涡轮转子叶片和导向叶片，是国产先进航空发动机（如涡扇-10“太行”及其改进型、涡扇-15等）的关键材料。

燃气轮机： 用于发电或舰船动力的重型燃气轮机热端部件。

与相关合金的对比

相比于第一代DD4： DD402通过成分优化，综合高温性能、组织稳定性和铸造工艺性得到全面提升。

相比于第三代单晶合金（如DD9、DD32等）： DD402的性能略低，但成本和技术成熟度有优势，在非最高温度要求的部位仍有广泛应用。

总结

DD402是中国航空材料领域的一项重要成果，它是一种高性能的定向凝固镍基高温合金，核心优势在于其卓越的高温强度、抗热疲劳性和组织稳定性，专门为满足国产先进航空发动机涡轮叶片的需求而研制，是我国实现航空发动机自主化的重要物质基础。

注： 关于DD402的具体成分、性能数据属于专有技术或受控信息，公开资料中通常只提供概括性描述，不公布精确细节。