单晶高温合金的发展及其改善性能的途径

一、前言 在过去二十几年中,高温合金材料发展的重要标志之一是定向柱晶和定向单晶技术的发展,高温合金从成分、制造工艺并重发展的阶段进入了制造技术占优的发展阶段,合金的性能大幅度提高。70年代初期,P＆WA公司首先将定向柱晶技术应用于JT9D-7发动机,80年代初在JT9D-7R4发动机上开始应用单晶叶片,目前在美国、欧州等国已有数十种军用和民用飞机使用单晶叶片或单晶高温零件。因此可以说90年代单晶高温合金是航空发动机高温部件的主要材料,同时,在地面和海洋燃气机中,也将越来越广泛地采用单晶高温合金。 在单晶高温合金研究中,透平叶片是关键的高温承载零件,因此是研究较多的课题。透平叶片工作环境极其恶劣,同时承受高温、高应力、高冲击力;对于先进的航机,透平进口燃气温度可达1400℃以上,并且随着大推力、高效率、寿命长的透平发动机的发展,透平进口燃气温度还将不断提高,因此提高叶片材料的耐温能力和高温下的承载能力具有非常重要的意义。