近日，国内功率最大的国产商业投运重型燃气轮机“太行110”首台套商业机组在中国航发燃机制造装试基地出厂，这标志着我国自主研制的110兆瓦级重型燃气轮机正式迈入商业化应用新阶段。该燃机采用了中国科学院金属研究所研究员周兰章团队研制的、具有自主知识产权的多种抗热腐蚀镍基高温合金材料用于制造其关键热端部件。
交付仪式现场。金属所供图
“太行110”是中国航空发动机集团有限公司研制的国内功率最大的国产110兆瓦级重型燃气轮机，是国家能源局首批燃气轮机创新发展示范项目。金属所多种抗热腐蚀镍基高温合金成功应用于“太行110”全部的四级涡轮导向叶片、四级工作叶片以及涡轮整流支柱等关键热端部件，并已通过单台机组累计7000余小时的运行考核，展现出优异的耐高温、抗热腐蚀性能和长期组织稳定性。
在工程化应用过程中，周兰章团队攻克了多项关键技术难题：包括高铬钨钼合金化基体在高温条件下组织失稳导致的长时力学性能下降问题；熔体浇注过程中多元复合稀土易氧化造成的铸件夹杂物超标（“满天星”现象）；以及大尺寸复杂空心结构导致的显微疏松严重、合格率低等制造瓶颈。团队还创新性地将平均电子空位数临界值Nv纳入国内等轴晶镍基高温合金技术标准，从材料设计与工艺控制两方面保障了母合金的高质量稳定供应。
目前，该抗热腐蚀镍基高温合金已大批量生产，并成为我国大、中、小型燃气轮机热端部件的优选材料，在船舶动力、电力能源、工业驱动、天然气调峰电站、海洋油气平台动力等领域发挥了重要作用。
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