航空發(fā)動機渦輪葉片 （包括渦輪工作葉片和導向葉片）是航空發(fā)動機中承受溫度載荷最劇烈和工作環(huán)境最惡劣的部件之一 ，在高達1500攝氏度的高溫下要承受很大、很復雜的應力 , 又要保持上萬轉的高速運動，因而對其材料的要求極為苛刻 。同時，渦輪葉片具有品種多、數(shù)量大、設計制造周期長等特點，它的設計、制造工作量約占整機制造工作量的三分之一。

    因此，如何質優(yōu)、高效地設計出葉片，對于提高航空發(fā)動機設計質量、縮短研制周期，都具有重要意義。自上世紀20世紀四五十年代以來，中國航空工業(yè)對航空發(fā)動機渦輪葉片用材料，國內(nèi)都投入了大量的人力、物力進行研究，研制出了不同的系列滿足了航空發(fā)動機發(fā)展的需求

    我國在渦輪葉片材料加工技術上面臨著巨大落差但實際上，我國在渦輪葉片材料加工技術上面臨著巨大落差，無論從生產(chǎn)制備工藝水平，還是材料的理論研究和檢測試驗斗魚美國、俄羅斯、法國、英國等發(fā)動機強國相差甚遠，要想趕上他們的發(fā)動機，重點就在材料！核心就是材料技術的突破。自1957年，我國成功研制出第1種渦輪葉片材料GH4033開始，我國在渦輪葉片的高溫合金技術就一直落后歐美近30年至40年的差距，比如當前美國第四代航空發(fā)動機已經(jīng)開始第三代（CMSX-10）、第四代單晶材料（EPM-102）。

    中國稀土資源分布圖但我國直到2015年才開始使用第二代單晶材料，差距由此可見毫不夸張的講，中國發(fā)動機落后其實就是發(fā)動機材料技術的落后。軍事專家雷澤先生告訴記者，現(xiàn)代高溫合金具有優(yōu)異的高溫強度、良好的抗氧化和抗熱腐蝕性能、良好的疲勞性能和斷裂韌性等綜合性能，已成為當代航空發(fā)動機渦輪葉片、導向葉片、渦輪盤等高溫部件的關鍵材料。

    F-22中也必須用到稀土資源比如美國的F-22戰(zhàn)斗機使用的F-119第四代航空發(fā)動機使用高溫合金中，以稀土材料為主的粉末渦輪盤高溫合金和單晶高溫合金的應用量已經(jīng)高達50%，所以中國要想在航空發(fā)動機逆襲美國，如何研制以鎳、錸、鉬、鈷基高溫合金已經(jīng)成為中國航空工業(yè)發(fā)展航空發(fā)動機的關鍵問題。不過，雖然我國的稀土儲量位居世界第一名，出口總量達到世界的近90% ，但是實際上稀土相關金屬儲量卻比較貧瘠，尤其是在制造高端航空發(fā)動機最不可少的鎳、錸、鉬、鈷基高溫合金領域長期受制于人。雖然中國擁有世界上鈷材料的70%儲量份額，但中國工業(yè)高速發(fā)展對鈷材料這種稀土貴金屬的需求量很大，但實際上中國近年來一直在海外尋找這種金屬，比如世界上儲量比較大的澳大利亞、玻利維亞、贊比亞和剛果等國家。

    但長期以來，由于鈷、鎳、錸、鉬等稀土金屬的開采和銷售都被西方發(fā)達國家壟斷，這些材料的定價和銷售中國參與不要，也說不上話，所以中國企業(yè)已經(jīng)開始在海外自己找礦開采，例如中國洛陽鉬業(yè)收購了剛果（金）最大的銅鈷礦，該礦擁有大約300萬噸鈷礦，可以供中國使用50年。此外中國五礦集團還在收購美洲礦業(yè)公司，來開采南美的稀土材料礦業(yè)。可以說，中國企業(yè)積極參與海外礦產(chǎn)資源已經(jīng)開始打破西方的壟斷，為中國發(fā)展第三代單晶技術和現(xiàn)代高溫合金奠定了堅實的基礎。

    2015年6月和11月，英國媒體連續(xù)報道了中國兩款全新中等推力軍用發(fā)動機的研制進展，據(jù)外國媒體稱，中國在2008你那開始研制一種以RD-93發(fā)動機為基礎的反向測繪發(fā)動機——WS-13“泰山”，該發(fā)動機的推力比俄制的RD-93更大，達到8.9至9噸之間。目前，該發(fā)動機已經(jīng)裝備梟龍戰(zhàn)機進行試飛，2016年將成為JF-17B雙座型梟龍戰(zhàn)機的標準發(fā)動機，該發(fā)動機將在2018年開始逐漸替換俄制發(fā)動機。

    此外，中國還在研制被稱為WS-17的全新中等推力發(fā)動機，它結合了已經(jīng)下馬的WS-12“天山”發(fā)動機和某型核心機技術，其推力達到9.5至10噸級，已經(jīng)接近美國F-18戰(zhàn)斗機使用的F-414系列發(fā)動機水平，據(jù)英國媒體宣稱，這種發(fā)動機是中國目前正在推進的四種高性能軍用航空發(fā)動機項目之一，未來該型發(fā)動機還將用于裝備FC-31“鶻鷹”戰(zhàn)斗機或未來中國第二代艦載戰(zhàn)斗機。軍事專家雷澤先生告訴記者，目前中國正在推進的這四款新型發(fā)動機包括，WS-15大推力軍用發(fā)動機，主要用于殲-20戰(zhàn)斗機，該發(fā)動機即將裝機試飛。第二種為WS-10改進型發(fā)動機，主要裝備殲-10B和殲-11D戰(zhàn)斗機，第三種為WS-20發(fā)動機，主要用于運-20運輸機，已經(jīng)裝機試飛，最后是WS-13/17發(fā)動機主要用于梟龍和鶻鷹，也就是說，幾乎每個級別的飛機，我國都有對應的國產(chǎn)發(fā)動機計劃，中國戰(zhàn)斗機和大型飛機將在未來5年內(nèi)集中實現(xiàn)國機用國發(fā)。

更多關于材料方面、材料腐蝕控制、材料科普等等方面的國內(nèi)外最新動態(tài)，我們網(wǎng)站會不斷更新。希望大家一直關注中國腐蝕與防護網(wǎng)http://www.ecorr.org 

責任編輯：王元

《中國腐蝕與防護網(wǎng)電子期刊》征訂啟事
投稿聯(lián)系：編輯部
電話：010-62313558-806
郵箱：ecorr_org@163.com
中國腐蝕與防護網(wǎng)官方 QQ群：140808414