中國突破發(fā)動機單晶葉片核心技術
打破壟斷被動局面
2015年03月20日 9:0 6103次瀏覽 來源： 中國航空報 分類： 新技術
經(jīng)過一年多的刻苦攻關，近日，中航工業(yè)南方在航空發(fā)動機復雜型腔單晶葉片核心技術上獲得重大進展，已通過裝機前評審，一舉突破某系列航空發(fā)動機無自主研制單晶葉片的被動局面。
幾種發(fā)動機葉片材料示意圖，左到右分別是金屬晶體顆粒、單方向晶體和單晶葉片，單晶葉片物理性質上強度更高。此外由于單晶葉片消除了全部晶界，不必加入晶界強化元素，使合金的初熔溫度相對升高，主要用于發(fā)動機中溫度最高的幾級渦輪，是“核心”中的“核心”材料。渦輪機中的溫度高低直接影響著發(fā)動機的推力大小。
經(jīng)過一年多的刻苦攻關，近日，中航工業(yè)南方在航空發(fā)動機復雜型腔單晶葉片核心技術上獲得重大進展，已通過裝機前評審，一舉突破某系列航空發(fā)動機無自主研制單晶葉片的被動局面。
葉片是航空發(fā)動機“肚子”里的主要“內臟”，也是涉及發(fā)動機安全性能的關鍵動部件（相對于靜部件）。隨著航機的升級換代，葉片也由過去的鍛件、普通鑄件葉片升級為技術性能更先進的單晶葉片、單晶空心葉片。過去，南方公司的這類葉片毛坯供給主要靠外購，復驗及機加后合格率極低，成為發(fā)動機增產(chǎn)的最大瓶頸。2013年月，中航工業(yè)發(fā)動機將其列為“渦輪葉片廠所聯(lián)合技術攻關”項目。南方公司科研團隊先后從葉片的尺寸要求、冶金工藝難點上尋求技術突破，開展了陶瓷型芯工藝、剛玉型殼工藝、單晶選晶及定向凝固工藝、單晶葉片再結晶控制、陶瓷芯定位技術等研究工作。經(jīng)過大量試驗，他們在陶瓷材質及配方、焙燒溫度控制、澆鑄工藝參數(shù)、拉晶速率、工藝路線調整、模具改進方面積累大量數(shù)據(jù)和經(jīng)驗，使得空心單晶葉片精鑄技術日臻完善，其冶金質量、組織形態(tài)、化學成分及力學性能等均符合技術條件，并達到設計性能要求。經(jīng)檢測，首批毛坯合格率比外購毛坯提高40%。
更為可喜的是，空心單晶葉片研究成果還可在南方公司新研制機種中同類型鑄件中推廣應用。
責任編輯：趙天寧
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