日本三菱材料與物質材料研究機構（NIMS）開發(fā)出了“在可鍛造材料中擁有全球水平的耐熱特性”（三菱材料）的鍛造合金材料制造技術。雙方利用該合金成功制造出了用于飛機發(fā)動機的渦輪盤材料。
此次的研究開發(fā)是受新能源產(chǎn)業(yè)技術綜合開發(fā)機構（NEDO）的委托從07年開始實施的。為了實現(xiàn)NIMS超耐熱材料中心開發(fā)的鎳-鈷基耐熱合金（TMW合金）的實用化，兩公司在三菱材料的桶川制作所（埼玉縣桶川市）開發(fā)出了從鑄塊到溶解、鍛造及熱處理工序的一整套制造技術。
一般情況下，飛機發(fā)動機的渦輪盤和壓縮機葉片等高溫高強度部材使用的是耐熱性較高的鎳基鍛造超合金。不過，由于需要添加各種合金元素來提高材料的耐熱溫度，存在成分分布不均和制造工序中易產(chǎn)生破裂的問題。
三菱材料和NIMS此次優(yōu)化了鑄塊的溶解條件，制作出了結晶粒徑為10μm、具有均質微細組織的渦輪盤材料（圖1：沖壓鍛造的TMW合金制渦輪盤材料、圖2：材料組織）。該材料的直徑為440mm，達到了實用水平。用蠕變試驗測量該材料的高溫特性時確定，其耐熱溫度比目前使用的高強度鍛造超耐熱合金（合金720鋰）高50℃以上。
渦輪盤是在飛機發(fā)動機中高溫高壓的環(huán)境下旋轉的大型部件。此前日本的飛機發(fā)動機均使用歐美開發(fā)的合金輪盤。另外，為降低飛機航行時的燃耗，需要使用能在高于原來溫度的條件下工作的發(fā)動機，因此有必要提高材料的耐熱溫度。此次通過開發(fā)耐熱合金材料制造技術，制造除了尺寸達到實用水平的TMW合金渦輪盤材料，今后有望在飛機發(fā)動機上采用日本產(chǎn)渦輪盤。此外，雙方還計劃進軍產(chǎn)業(yè)用燃氣渦輪市場。
