表2 国内叶片用铸造高温合金牌号及使用温度合金牌号组织特征使用温度/特点及应用K403;
K405;
K417G；K418;
等轴晶型90010001970s1980s初期；满足了国内航空发动机叶片生产以铸造代锻造的技术升级需要 。
K423;
K441;
K4002;
K640DZ4;
DZ5;
DZ417G;
DZ22;
DZ125;
DZ125L;
定向凝固柱晶型100010501980s1990s研制；使用温度提高约1 。

25、00；DD3;
DD4;
DD6单晶型105011001990s2000s研制；IC6(IC6A);
IC10金属间化合物型1100115019952000研制 。
2005年 ， 国内在一些新材料(如定向凝固高温合金、单晶高温合金、金属间化合物基高温合金等)的研制和应用上 ， 也逐步跟上了世界先进水平的步伐 。
但是与之相关的材料性能数据较为缺乏 ， 给材料应用、航空发动机选材与设计带来极大的困难 。
2.2 制造技术研制新型航空发动机是铸造高温合金发展的强大动力 ， 而熔铸工艺的不断进步则是铸造高温台金发展的坚强后盾 。
回顾过去的半个世纪 ， 对于高温合金发展起着重要作用的熔铸工艺的革新有许多 ， 而其中三个事件最为重要：真空熔炼技 。

26、术的发明、熔模铸造工艺的发展和定向凝固技术的崛起 。
真空熔炼技术 。
真空熔炼可显著降低高温合盒中有害于力学性能的杂质和气体含量 ， 而且可以精确控制合金成分使合金性能稳定 。
熔模铸造工艺 。
国内外熔模铸造技术的发展使铸造叶片不断进步 ， 从最初的实心叶片到空心叶片 ， 从有加工余量叶片到无余量叶片 ， 再到定向(单晶)空心无余量叶片 ， 叶片的外形和内腔也越来越复杂；空心气冷叶片的出现既减轻了叶片重量 ， 又提高了叶片的承温能力 。
定向凝固技术 。
该技术的发展使铸造高温合金承温能力大幅度提高从承温能力最高的等轴晶合金到最高的第三代单晶合金 ， 其承温能力约提高l50。
1990s年代之后 ， 为满足新型发动机之需要 ， 计算机数值模拟在合金 。

27、成分设计和铸造工艺过程中的应用日趋增多 。
在采用整体精密涡轮取代锻件组合工艺中 ， 由于涡轮铸件几何形状复杂 ， 断面尺寸大 ， 采用普通铸造工艺的铸件 ， 宏观晶粒粗大且不均匀 ， 由此带来组织及性能的不一致性 。
此外铸造合金固有的较低屈服强度和疲劳性能 ， 往往不能满足叶片设计要求 。
近年来 ， 出现了“细晶铸造工艺”等技术 ， 即利用铸型及浇铸温度控制、凝固过程中机械电磁叫板、旋转铸造以及加入形核剂等方法 ， 实现晶粒细化的 。
美国Howmet公司等用于细晶铸造制造叶片等转动件 ， 常用合金为：In792、Mar-M247和In713C合金；导向叶片等静止件则多用IN718C、PWA1472、Rene220、及R55合金 。
3超塑性成形 。

28、钛合金叶片3.1 叶片材料目前 ， Ti6Al4V和Ti6Al2Sn4Zr2Mo及其他钛合金 ， 是超塑性成形叶片等最为常用的钛合金 。
飞机发动机叶片等旋转件用钛合金及其特点如表3所示；罗尔斯-罗伊斯Trent900用钛合金叶片如图6所示 。
表3 叶片等旋转件用钛合金及其特点合金牌号性能特点使用温度/费用Ti 6-4良好的拉伸性能、蠕变强度和疲劳强度高325100%Ti 6-2-4-6在高温下有较高的强度450160%170%Ti 6-2-4-2良好的拉伸性能及蠕变强度540125%130%IMI 834拉伸性能、蠕变强度高；疲劳强度一般 。
600380%400%图6 罗尔斯-罗伊斯Trent900用钛合金 。

29、叶片对于CO2排放及全球石油资源枯竭的担心 ， 促使人们提高飞机效率、降低飞机重量 。
尽管复合材料的应用有增长趋势 ， 却有制造费用高、不能回收、高温性能较差等不足 。
钛合金仍将是飞机发动机叶片等超塑性成形部件的主要材料 。
我国耐热钛合金开发和应用方面也落后于其他发达国家 ， 英国的600 高温钛合金IMI834 已正式应用于多种航空发动机 ， 美国的Ti-1100也开始用于T55-712 改型发动机 ， 而我国用于制造压气机盘、叶片的高温钛合金尚正在研制当中 。
其它像纤维增强钛基复合材料、抗燃烧钛合金、Ti-Al金属间化合物等虽都立项开展研究 ， 但离实际应用还有一个过程 。
3.2 制造技术早在1970s ， 钛合金超塑性成形技 。

30、术就在美国军用飞机和欧洲协和飞机中得到了应用 。
在随后的十年中 ， 又开发了军用飞机骨架和发动机用新型超塑性钛合金和铝合金 。
在军用飞机及先进的民用涡扇发动机叶片等 ， 均用超塑性成形技术制造 ， 并采用扩散连接组装 。
4 新型材料叶片4.1 碳纤维/钛合金复合材料叶片美国通用公司生产的GE90-115B发动机 ， 采用碳纤维聚合物叶身与钛合金叶片边缘 ， 共有涡扇叶片22片 ， 单重3050磅 ， 总重2000磅 。

稿源：(未知)

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标题：航空发动机|航空发动机叶片材料及制造技术现状( 五 )