中国突破发动机单晶叶片核心技术
打破垄断被动局面
2015年03月20日 9:0 5531次浏览 来源： 中国航空报 分类： 新技术
经过一年多的刻苦攻关，近日，中航工业南方在航空发动机复杂型腔单晶叶片核心技术上获得重大进展，已通过装机前评审，一举突破某系列航空发动机无自主研制单晶叶片的被动局面。
几种发动机叶片材料示意图，左到右分别是金属晶体颗粒、单方向晶体和单晶叶片，单晶叶片物理性质上强度更高。此外由于单晶叶片消除了全部晶界，不必加入晶界强化元素，使合金的初熔温度相对升高，主要用于发动机中温度最高的几级涡轮，是“核心”中的“核心”材料。涡轮机中的温度高低直接影响着发动机的推力大小。
经过一年多的刻苦攻关，近日，中航工业南方在航空发动机复杂型腔单晶叶片核心技术上获得重大进展，已通过装机前评审，一举突破某系列航空发动机无自主研制单晶叶片的被动局面。
叶片是航空发动机“肚子”里的主要“内脏”，也是涉及发动机安全性能的关键动部件（相对于静部件）。随着航机的升级换代，叶片也由过去的锻件、普通铸件叶片升级为技术性能更先进的单晶叶片、单晶空心叶片。过去，南方公司的这类叶片毛坯供给主要靠外购，复验及机加后合格率极低，成为发动机增产的最大瓶颈。2013年月，中航工业发动机将其列为“涡轮叶片厂所联合技术攻关”项目。南方公司科研团队先后从叶片的尺寸要求、冶金工艺难点上寻求技术突破，开展了陶瓷型芯工艺、刚玉型壳工艺、单晶选晶及定向凝固工艺、单晶叶片再结晶控制、陶瓷芯定位技术等研究工作。经过大量试验，他们在陶瓷材质及配方、焙烧温度控制、浇铸工艺参数、拉晶速率、工艺路线调整、模具改进方面积累大量数据和经验，使得空心单晶叶片精铸技术日臻完善，其冶金质量、组织形态、化学成分及力学性能等均符合技术条件，并达到设计性能要求。经检测，首批毛坯合格率比外购毛坯提高40%。
更为可喜的是，空心单晶叶片研究成果还可在南方公司新研制机种中同类型铸件中推广应用。
责任编辑：赵天宁
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