工业之花的心脏

鸿鹄

航空发动机的制造业被称为“工业王冠上的明珠”。在这其中由于涡轮叶片处于整台发动机处于温度、应力等综合工作环境最恶劣的部位，其作用一直被视为第一关键。因为各国的航空发动机自成体系，虽然基本的思路是相似的，但在具体实现上，需要各国的航空人自行摸索。

由于航空发动机对国家的战略意义，国外在相关技术方面一直对我国进行封锁和限制，而中国的航空发动机也正是在这种封锁中走出了自己独特的体系。

高温单晶是首要环节

航空事业的发展对先进航空发动机的推力要求不断提高，这使得涡轮进气口温度不断提高，要求发动机热端部件（涡轮叶片、导向叶片等）具备很高的承温能力和稳定的高温力学性能。在高温下，不同方向的晶界对力学性能有害，是涡轮叶片产生裂缝的“源头”。为了将这种有害效应压缩到极点，航空工业研发了单晶叶片（即只允许晶体向力学性能最好方向生长），所以现今几乎所有的先进航空发动机叶片均为单晶合金。

随着合金设计理论水平的提高和铸造工艺的进步，以及铼（Re）、钌（Ru）等关键元素的添加，镍基单晶高温合金从20世纪80年代开始出现的第一代单晶，到现在已经发展到了第五代单晶。每代之间的耐高温性能有约30℃的提升，这对提升发动机使用寿命有着巨大的意义。我国新一代主力战机歼20未来将配备的WS-15发动机上则会用到第三代高温单晶合金技术，证明了中国在这个领域的技术上已经有了较高的成熟度，并具备较强的产能。……