高性能耐热高温合金管材作为航空发动机燃烧室、超超临界电站锅炉过热器等高端装备的核心部件，其制造技术直接关系到国家重大工程的安全性与可靠性。当前，镍基高温合金管材（如GH3536、GH3128等）需在1100℃以上高温及腐蚀环境中长期服役，全球年需求量超10万吨，但传统生产工艺存在严重瓶颈：采用“离心铸造短管+焊接”方式生产的管材，焊缝区因成分偏析成为腐蚀失效源头，导致服役寿命骤降30%以上；而“铸锭开坯-热穿孔-冷轧”路线则因高温合金变形抗力大、热加工窗口窄（如GH4169热加工温度需精确控制在950-1180℃10），导致材料利用率不足40%、能耗增加2倍3。更深层的技术挑战在于：合金熔炼温度超1650℃时Cr、Ti等活性元素氧化严重，形成夹渣缺陷；熔体与传统石墨结晶器发生界面反应（Cr+3C→Cr₃C₂脆性层），引发管坯表面裂纹；热冲击导致结晶器寿命不足50小时，难以连续生产超10米长管材，制约了我国620℃超超临界机组、新一代航空发动机等战略装备的自主保障能力。
在此背景下，垂直连铸近净成形技术成为破解“质效双低”困局的关键突破口。该技术通过无芯结晶器设计避免脱模反应，定向凝固控制晶界取向以提升抗蠕变性能，可实现单次成形超15米长管材，缩短流程60%以上38。然而其实施需攻克三大核心难题：高温熔体纯净度调控（氧含量≤25ppm）、复合铸型材料开发（如氮化硼抗蚀涂层），以及热-流-力多场协同的凝固组织精准调控。
南京航空航天大学廖万能老师将参与“第二十届全国特种铸造及有色合金学术年会暨第十四届全国铸造复合材料学术会议”，并给大家带来“高性能耐热高温合金管材垂直连铸近净成形关键技术开发”。会议将于2025年8月8~11日在徐州宝信君澜度假酒店召开。会议指导单位为中国机械工程学会铸造分会，由中国矿业大学、滨州铝产业先进制造山东省实验室和特种铸造及有色合金杂志社联合主办，汇聚了众多行业专家，将围绕国家战略需求及重大科技任务，针对特种铸造、有色合金及铸造复合材料的前沿技术与应用展开深入探讨。
第二十届全国特种铸造及有色合金学术年会暨第十四届全国铸造复合材料学术会议将安排会议报告215个，参会代表预计超500人，开设增材制造、金属基复合材料、先进轻合金、数智化制造、有色金属循环再利用、特种成形工艺、高熵/非晶合金、航空/航天/航海、汽车与轨道交通以及功能合金等论坛。此外，会议期间还组织研究生论坛，为学生群体提供展示交流平台。徐州徐工精密工业科技有限公司、徐州金澄精密制造有限公司、徐州美驰车桥有限公司，让参会者亲身体验我国工业装备与技术的发展成果。
报告信息
廖万能
南京航空航天大学 研究员
报告人简介：廖万能，中共党员，博士，副研究员，南京航空航天大学单忠德院士团队。主要从事高端金属构件短流程绿色智能制造技术与装备研究工作，2025年被聘为国家先进印染技术创新特聘研究员。先后入选中国科协优秀中外青年交流计划、江苏省卓越博士后计划和国家资助博士后人员计划（B档）等人才计划。主持国家自然科学基金青年基金项目、航空发动机及燃气轮机重大专项课题、国家重点研发计划子课题、国家科技创新 2030 重大项目子课题、中国博士后项目（特别资助、面上资助）、工信部两机专项课题、企业重大产学研项目等；作为重点骨干参与科技部国家重点研发计划、中国工程院战略咨询项目、工信部产业技术基础服务平台、军科委重大项目、航天科工六院稳定支持项目等；获科技部2025年全国颠覆性技术创新大赛优秀奖。相关研究成果在Materials Science and Engineering: A、Journal of Alloys and Compounds、International Communications in Heat and Mass Transfer等国内外重要学术期刊上发表学术论文20余篇，申请或授权发明专利20余件。担任国家自然科学基金函评专家、Materials Science and Engineering A等期刊审稿人。参编《绿色制造工艺与装备》专著1部。
报告内容：镍基高温合金管材广泛应用于航空航天、国防军工、能源、石化等行业，国际市场需求量巨大。大尺寸长距离高温合金管材传统生产工艺采用离心铸造-焊接方法，即先铸造出3米左右长度的管材，再焊接成十多米长的管材，焊缝处容易腐蚀，服役寿命短；采用熔炼铸锭-开坯-穿孔-机加工方法，能耗高、流程长、材料利用率低。高温合金熔炼温度达到1650℃以上，元素成分复杂Cr、Ti等活性金属熔炼过程氧化严重，夹渣、夹杂缺陷较多；Cr等元素与传统铸型反应，难以脱模；熔体流动性差，连铸管坯易产生裂纹等缺陷；结晶器难以长时间经受热冲击、热侵蚀，无法连续生产。超长大尺寸高温合金管材直接短流程连续近净成形关键技术国内外属于“空白”。针对上述问题，本课题组自主研发工业级无芯垂直连铸成型技术及装备，在以下方面取得进展：（1）浇注系统、连铸系统及无芯垂直连铸装备研制；（2）连铸模拟及成分优化；（3）组织性能调控；（4）15m超长难变形高温合金管材直接连铸成形生产验证。该方法对短流程连续生产合金化程度高、使用温度高、变形难度大的耐热高温合金管材具有重要指导意义。
研究方向：高端金属构件短流程绿色智能制造成形技术与装备、轻合金、高温合金特种精密铸造/连续铸造成形技术及装备、金属/陶瓷增减材制造技术与装备、机器学习、仿真模拟及人工智能
关注领域：镍基高温合金；航空航天
参会通道
会议安排会议报告215个，拟开设增材制造、金属基复合材料、先进轻合金、数智化制造、有色金属循环再利用、特种成形工艺、高熵/非晶合金、航空/航天/航海、汽车与轨道交通以及功能合金等论坛。此外，会议期间还将组织研究生论坛，为学生群体提供展示交流平台。会后安排参观徐工机械、徐航重装等知名企业，让参会者亲身体验我国工业装备与技术的发展成果。
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