Am 20. Dezember erfuhr der Reporter von der China Iron and Steel Research Group Gaona Company, dass das Unternehmen in den letzten Tagen als erstes gemeinsam mit Fushun Special Steel und Erzhong Wanhang die derzeit größte Superlegierungs-Turbinenscheibe aus integralem Gesenkschmiedeteil in China erfolgreich im Probebetrieb hergestellt hat. Die supergroßen Turbinenscheiben aus der Legierung GH4706, die für den Einsatz bei hohen Temperaturen von 650 Grad Celsius geeignet sind, eine Festigkeit von 1200 MPa, ein Gewicht von 13,5 Tonnen und einen Durchmesser von 2380 mm aufweisen, brachen das ausländische Monopol.
Laut Zhao Guangpu, dem Leiter des Forschungsprojekts und stellvertretenden Direktor des Wissenschafts- und Technologiekomitees der Stahlforschung Gona, weisen Schwerlast-Gasturbinen für Großkraftwerke herausragende Vorteile wie hohe Leistung, hohen thermischen Wirkungsgrad, geringes Volumen und Gewicht sowie geringe Schadstoffbelastung auf. Ihre Fertigungstechnologie hat nationales Spitzenniveau erreicht und ist ein wichtiges Symbol für die umfassende nationale Stärke. Die zentralen Heißteilkomponenten sind die Turbinenscheiben und -führungen sowie die Arbeitsschaufeln, die als „Herzstück“ der Turbine fungieren. Sie stellen die Schlüsseltechnologie für die Gasturbinenfertigung dar und sind der limitierende Faktor für die lokale Präsenz von Schwerlast-Gasturbinen. Die Turbinenscheiben von Schwerlast-Gasturbinen müssen über 100.000 Stunden lang hohen Temperaturen und hohen Belastungen standhalten und erfordern daher extrem hohe metallurgische Materialqualitäten wie Homogenität, Reinheit, Feinkornstruktur und stabile Materialeigenschaften. Die Turbinenscheibe ist deutlich größer und erreicht einen Durchmesser von über 2,2 Metern und eine projizierte Fläche von über 4,2 Quadratmetern. Dies entspricht dem Vierfachen des Durchmessers, der Zehnfachen der projizierten Fläche und dem 60-fachen Gewicht einer Triebwerksturbine. Die Kerntechnologie zur Herstellung dieser übergroßen Turbinenscheiben aus Superlegierungen war lange Zeit ein absolutes Fremdwort und wurde von westlichen Ländern monopolisiert.
Zu diesem Zweck leitete Zhao Guangpu das Projektteam bei der Durchführung einer Reihe von Grundlagen- und Technologiestudien. Schließlich wurde die international fortschrittlichste Fertigungstechnologie – „Dreifachschmelzen + wiederholtes Stauchen + zweimaliges Stauchen + einstufiges Gesenkschmieden“ – angewendet, um internationale Standards zu erfüllen. Dadurch konnten die technischen Hürden bei der Herstellung großformatiger Superlegierungs-Turbinenscheiben, die während des Entwicklungsprozesses aufgetreten waren, überwunden werden. Dazu zählen die dreifache Schmelztechnologie mit geringer Entmischung für große Stahlblöcke mit einem Gewicht von über 18 Tonnen, die Technologie des wiederholten Stauchens und Feinkorn-Blockierens für große Stäbe mit einem Durchmesser von 1000 mm sowie die Technologie des einstufigen Gesenkschmiedens und der Niedertemperatur-Umformung mit kontrollierter Materialführung für große Blechteile mit einem Durchmesser von mehreren Millimetern. Das Projektteam führte eigenständige Forschung und Entwicklung durch und entwickelte innovative Lösungen für metallurgische Defekte wie den extrem hohen Niob-Gehalt des Legierungselements GH4706, der zu Schwarz- und Weißflecken-Entmischungen führt. Die wichtigsten Heißendkomponenten der schweren Gasturbinen meines Landes sind „festgefahrene Halskomponenten“, was einen Verfahrensweg für die Herstellung großflächiger, verformter Superlegierungs-Turbinenscheiben mit chinesischen Merkmalen und unabhängigen Schutzrechten eröffnet hat.
Nach der anatomischen Prüfung hat die Turbinenscheibe die technischen Leistungsanforderungen vergleichbarer ausländischer Legierungen erfüllt und damit einen Meilenstein erreicht. Dies ist ein weiterer wichtiger Durchbruch für China im Bereich der verformbaren Superlegierungen und hat die Fertigungstechnologie für inländische, übergroße Turbinenscheiben auf ein international führendes Niveau gehoben. Am 8. Dezember fand in Peking die Meilenstein-Besprechung für die Rundschmiedeteile aus der Legierung GH4706 in Originalgröße statt. Die Experten bewerteten die Ergebnisse sehr positiv, was einen wichtigen Schritt hin zur praktischen Anwendung der Turbinenscheibe darstellt.