京津冀中心创新成果丨“新一代低密度高温轴承材料”项目研究取得重要进展
2022-07-22
来源：“京津冀国家技术创新中心”微信公众号 分享:
轴承被称为“高端装备的关节”，是传递运动和承受载荷的重要支撑转动部件。随着近年民航发动机推重比和长寿命需求的不断提高，其轴承表面工作温度将达到350～500℃。然而当前国产轴承尚无法满足极端环境下的使用要求，亟需自主开发新一代的高性能轴承材料，以突破海外技术垄断。
京津冀国家技术创新中心（以下简称“中心”）与北京航空航天大学联合启动了“新一代低密度高温轴承材料”项目，旨在研发一种兼具高硬度、高耐蚀性和适当弹性模量的新型低密度高温耐磨轴承合金材料，以解决我国新一代航空发动机的轴承的关键材料需求。
该项目在团队多年镍钛形状记忆合金的研究基础上，通过向镍钛合金中加入第三组元，以及适当的热处理工艺优化等手段，揭示了添加合金元素对相结构的作用机制和合金强韧化机理，掌握了一种低密度、高硬度、耐腐蚀的60NiTi-X轴承合金的制备技术，并成功制备出铸锭。该合金具有十分优异的综合性能，其密度为6.5~7.1g/cm³，比现有轴承钢减重约10%，硬度可达到58~65HRC，最高使用温度达到500℃，且耐蚀性极佳。
图1 长时间保温热处理对60NiTi合金微观组织稳定性和力学性能的影响
图2 Nb/Hf元素对60NiTi合金微观组织与力学性能的影响
目前，该项目已顺利通过中期节点检查，未来持续对60NiTi-X轴承合金的关键性能指标进行深入评估。同时，基于60NiTi-X轴承合金优异的超弹性、高强度、高硬度和耐腐蚀性能，将进一步拓展该材料在医疗器械、机械、电子、化工等领域的应用。