鎳基單晶葉片制造技術及再結晶研究進展*

卜 昆，邱 飛，王志紅，田國良，張現東

（西北工業大學現代設計與集成制造技術教育部重點實驗室，西安710072）

卜 昆

博士，教授，博士生導師。近年來，先后主持和承擔了教育部基金、863計劃項目、科技支撐計劃項目、橫向課題等20余項科研項目。主要研究方向為計算機輔助技術、現代集成制造、精密熔模鑄造技術、數字化裝配技術、成形加工過程的仿真優化。

空心渦輪葉片是航空發動機的核心部件，長期服役在高熱沖擊和復雜的循環熱應力的工況下，其制造工作量占整個發動機的30%[1-2]。20世紀90年代以來，伴隨著發動機高推重比的要求，復合氣膜冷卻的單晶渦輪葉片的設計與制造逐漸成為制約航空發動機發展的核心技術，也是目前國內公認的重大技術難題[3-4]。隨著設計結構的復雜化，傳統的Bridgman鑄造技術低效率、無法滿足大尺寸單晶葉片鑄造、低溫度梯度等缺陷不斷被放大，無法滿足現代先進航空發動機及燃氣輪機對單晶葉片的需求。因此新的鑄造技術LMC逐漸發展，但受限于目前冷卻液的成本問題及部分冶金缺陷限制，并未實現單晶葉片鑄造的產業化[5]。

單晶葉片生產及運輸過程中，普通的磕碰會引起局部的應力集中，同時產生輕微的塑性變形，導致該區域在熱處理過程中發生再結晶[6]。此外，由于葉片結構設計中的需要，增加很多橫向肋，這使得葉片設計過程中部分過渡連接區域不可避免地留下了一些應力相對集中的區域，這些區域在固溶處理時也會誘發再結晶的形成[7]。……