高溫合金材料的發(fā)展趨勢(shì)是合金化(見(jiàn)高溫合金強(qiáng)化)程度愈來(lái)愈高，造成鑄錠成分偏析嚴(yán)重，熱加工性能很差，成形十分困難。傳統(tǒng)的變形高溫合金和鑄造高溫合金都已難以滿足使用要求，因此開(kāi)發(fā)了鎳基粉末冶金高溫合金。

由于粉末顆粒細(xì)小(<100μm)、凝固速度快、消除了宏觀偏析、合金成分均勻、改善了熱加工性能，還允許提高合金化程度，因此鎳基粉末冶金高溫合金具有高溫屈服強(qiáng)度高和疲勞性好等優(yōu)點(diǎn)，可用于制造先進(jìn)的高推重比飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的壓氣機(jī)盤(pán)、渦輪盤(pán)、渦輪軸和渦輪擋板等高溫部件。

在鎳基粉末冶金高溫合金領(lǐng)域中，美國(guó)和俄羅斯處于地位。美國(guó)在20世紀(jì)60年代初開(kāi)始研制鎳基粉末冶金高溫合金，開(kāi)發(fā)出了IN100、Rene’95、．Rene’88DT、U720和MERL76等牌號(hào)的合金，用于10多種先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)上。

俄羅斯輕金屬研究院于70年代中期研制成功鎳基粉末冶金高溫合金εⅡ741HⅡ渦輪盤(pán)，全年生產(chǎn)能力達(dá)6萬(wàn)件，大量用于米格29、米格31等飛機(jī)上。

80年代又研制出εⅡ962Ⅱ和εⅡ975Ⅱ兩個(gè)牌號(hào)，但還沒(méi)有實(shí)用，尚處于試驗(yàn)階段。中國(guó)于70年代末開(kāi)始研制鎳基粉末冶金高溫合金。

(1)制粉。主要采用惰性氣體霧化法、旋轉(zhuǎn)電極法和溶入氣體霧化法等制粉方法，見(jiàn)示意圖。

(2)粉末處理。粉末在氬氣氛保護(hù)下進(jìn)行篩分、混料和去除雜質(zhì)，在真空下加熱去除吸附氣體。

(3)裝套和封焊。在真空下將粉末裝入鋼套或玻璃、陶瓷包套636中，然后將包套封焊。

(4)熱壓成形和熱加工。主要采用熱擠壓或熱等靜壓等方法獲得密實(shí)的坯料，然后再進(jìn)行等溫鍛造或熱模鍛；也可直接熱等靜壓成渦輪盤(pán)和異形件。

(5)超聲波探傷檢驗(yàn)。

(6)熱處理和切削加工。

粉末高溫合金材料的主要缺陷類型有熱誘導(dǎo)孔洞，原顆粒邊界，氧化物陶瓷夾雜和異金屬夾雜等。熱誘導(dǎo)孔洞缺陷是由合金中殘留氬氣引起的，可以采取去除空心粉、加強(qiáng)熱動(dòng)態(tài)除氣工藝、對(duì)包套進(jìn)行嚴(yán)格的檢漏等措施加以消除。原顆粒邊界缺陷是由粉末表面的氧化物和碳化物析出引起的，可以采取以下措施加以消除：

(1)保護(hù)粉末避免氧化和污染；

(2)粉末進(jìn)行預(yù)熱處理，使碳化物優(yōu)先在樹(shù)枝間或晶界析出，從而減少粉末表面的碳化物析出；

(3)調(diào)整合金成分，適當(dāng)降低碳含量和加入鈮、鉿等強(qiáng)碳化物形成元素；

(4)采取熱擠壓和等溫鍛造工藝。合金的剪切變形可以破碎粉末顆粒表面的碳氧化合物薄膜。為了減少氧化物夾雜，可在冶煉和氬氣霧化裝置的中間漏斗中采用陶瓷過(guò)濾器和加強(qiáng)靜電法及電磁法去除夾雜物的粉末處理工藝。

為了進(jìn)一步提高鎳基粉末冶金高溫合金的性能，可采用的新技術(shù)有：(1)快速凝固制粉工藝。粉末冷卻速度大于l06℃/s，使合金的成分和組織更加均勻。(2)雙性能盤(pán)工藝。

制造出兩種不同合金和不同晶粒組織組成的雙性能整體葉輪，它由具有高的高溫蠕變強(qiáng)度的鑄造高溫合金的葉片和具有中溫高屈服強(qiáng)度、高疲勞性能的粉末冶金高溫合金盤(pán)體聯(lián)結(jié)而成。