高温合金是在20世纪40年代随着航空喷气发动机的需要而发展起来,半个多世纪以来,发动机涡轮温度从730℃提高到1677℃,推重比从3提高到10,带动了发动机高温合金材料的增长和制备技术的不断进步。目前世界上商用和航空发动机市场基本被通用、罗罗、普惠等几家 巨头垄断。相对于发动机,民用飞机发动机由于长寿命、高性的使用要求,对叶片等配件的循环参数要求比军机还高。叶片从材料上要求为单晶结构,同时为进一步提高使用温度和性,结构上大量采用级联、双层壁等 有利于散热的复杂结构。由于我国在材料冶金、熔模 铸造和压力加工等工艺技术上的差距,无论是2016年将要投入使用的C919干线大飞机,还是ARJ21支线客机,配装的都是 发动机。 铸造配件高温合金是指由合格的母合金重熔后直接浇注或定向凝固成零件毛坯或零件的高温合金。按凝固方法可分为 铸造配件等轴晶高温合金、定向凝固柱状晶高温合金和单晶高温合金。 铸造生产厂家采用定向凝固工艺形成沿纵轴方向的柱状晶粒,垂直于应力方向的晶界,可使材料承温提高20~25℃,热疲劳寿命提高10倍以上。单晶叶片承温能力在柱状晶产品上又可提高20~25℃,寿命增加4倍C7-A。目前,几乎所有 航空发动机都以采用单晶叶片为特色,正在研制中的推重比为10的发动机F119(美),EJ200(英、德、意、西),M88一2(法),P2000(俄)以及其他新型发动机都采用单晶高温合金制作涡轮叶片。
国内于20世纪80年代初开始进行单晶合金的研制,在单晶材料及无余量精铸涡轮叶片研制方面己经取得重要进展,我国逐渐掌握了单晶及单晶涡轮叶片铸造技术,但我国单晶叶片精铸造毛坯合格率比较低,发达 的空心定向叶片和单晶的合格率可达到70%~90%,而国内同类叶片铸造毛坯合格率一般不超过15%。