航空发动机被誉为飞机的“心脏”，它的设计、材料与制造技术的进步对航空工业的发展起着关键性的作用。近年来，航空工业发达的国家都在研制高性能航空发动机方面投入了大量的资金和人力，实施了一系列技术研发计划，如“先进战术战斗机发动机设计（ATFE）”、“综合高性能涡轮发动机技术（IHPTET）计划”及后续的VAATE计划、英法合作军用发动机技术计划（AMET）等[1]，以此来推进新一代发动机的问世。而未来第五代高性能发动机对推重比的要求已达到15~20，这些都给航空发动机的结构、材料和制造提出了更高的要求。研究表明[2]，在新一代航空发动机性能的提高中, 制造技术与材料的贡献率为50%~70%;而在发动机减重的贡献率中,制造技术和材料的贡献率占70%~80% , 这充分说明，先进的材料和工艺是航空发动机实现减重、增效、改善性能的关键技术之一。目前，航空发动机普遍采用轻量化、整体化结构，如整体叶盘、叶环结构，钛合金、镍基高温合金，以及比强度高、比模量大、抗疲劳性能好的树脂基复合材料，耐高温、抗疲劳及蠕变性能好的金属基复合材料等。本文基于国内外发展高推重比发动机的技术需求，对可能采用的新结构、新技术进行阐述和分析[3]。宽弦风扇空心叶片（钛合金或复合材料）制造技术高效、高负荷、低展弦比一直是高性能航空发动机的关键部件——风扇的发展方向。在20世纪80年代，英国R·R公司率先研究成功了...
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钢材的定义：钢材是指含碳量在0.0218％～2.11％的铁碳合金。在普通钢材中添加Cr,Mo,V,Ni等合金成分就得到了合金钢，我们的模具钢材都属于合金钢。改变钢材性能的办法，主要有以下三方面：1. 合金成分碳：C增加淬火组织的硬度；形成碳化物，提高耐磨性；降低韧性；降低可焊性铬：Cr提高钢之硬度，形成坚硬及稳定的碳化铬,从而改善耐磨性；能提高钢的淬透性；当Cr含量超过12%, 具耐腐蚀作用，并提供良好抛旋光性钼：MoMo是强碳化物形成元素，提高耐磨性；Mo＞0.5％能抑止其他合金元素引致之回火脆性；提供红硬性，热强度；提高淬透性，回火稳定性钒：V可以形成高硬度碳化物，提高耐磨性；细化钢的晶粒，降低过热敏感性提高钢之强度、韧性及回火稳定性镍：NiNi能提高钢的淬透性；Ni能细化晶粒硫（S）常以MnS形式存在钢中，割裂基体的连续性，恶化材料的韧性、抗腐蚀性、抛旋光性、放电加工性、蚀纹性，可提高材料的切削能力。2.冶炼工艺普通炼钢工艺 电渣重熔（ESR）将粗钢坯置于电渣炉中，通入强电流，使电炉产生很高的温度，使粗钢坯熔化成钢水，钢水流经电渣，杂质被电渣过滤吸附，从而达到纯化的效果。整体重熔速度快，但一些非常细小的杂质并未除去。真空电弧重熔（VAR）在真空炉里，通入强电流在钢胚上，钢胚底部开始熔化，杂质汽化成气体被抽走，从而将钢材纯度提高，而且它是一滴一滴地凝固，凝固速度非常快，组织变得...
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先进航空发动机制造技术是一个国家科技工业水平和综合实力的重要标志，其技术进步与涡轮叶片制造技术的发展密不可分。为了提高航空发动机的推力，美国、欧洲与俄罗斯的大推力航空发动机全都采用了单晶高温合金叶片。在单晶高温合金材料和单晶叶片制造技术方面，我国与发达国家相比存在较大差距，航空发动机的动力、寿命与可靠性亟待提高。我国单晶高温合金材料的瓶颈问题主要体现在三个方面：一是合金中有害杂质元素O、N、S等含量高；二是合金中易烧损元素成分范围波动大；三是可控杂质元素个数少。针对这三个问题，中国科学院金属研究所通过研究合金熔体中O、N、S等有害杂质元素在不同冶炼阶段的反应去除机理与过程控制，将单晶高温合金的O、N、S含量从20ppm以上降低到5ppm以下，接近了国际单晶高温合金的最高冶炼水平（1-2ppm）。通过开展合金主元素在不同温度、真空度条件下的挥发和烧损规律研究，实现了合金中各主元素含量的精确控制，把最容易发生成分波动的C、Y元素含量控制在±0.01wt.%以内，Cr、Hf、Al等元素成分波动控制在±0.1wt.%以内，显著提高了单晶高温合金的力学及工艺性能稳定性。结合化学成分对单晶高温合金显微组织、物理性能、力学性能、高温腐蚀性能、铸造性能影响的研究，确定了单晶高温合金中20多种杂质元素的成分控制范围。在此基础上，研制出了多种先进单晶高温合金，缓解了我国多个型号航空...
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金属材料是指金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。包括纯金属、合金、金属材料金属间化合物和特种金属材料等。（注：金属氧化物（如氧化铝）不属于金属材料）1.意义 人类文明的发展和社会的进步同金属材料关系十分密切。继石器时代之后出现的铜器时代、铁器时代，均以金属材料的应用为其时代的显著标志。现代，种类繁多的金属材料已成为人类社会发展的重要物质基础。2.种类 金属材料通常分为黑色金属、有色金属和特种金属材料。 （1）黑色金属又称钢铁材料，包括含铁90%以上的工业纯铁，含碳2%～4%的铸铁，含碳小于 2%的碳钢，以及各种用途的结构钢、不锈钢、耐热钢、高温合金、不锈钢、精密合金等。广义的黑色金属还包括铬、锰及其合金。 （2）有色金属是指除铁、铬、锰以外的所有金属及其合金，通常分为轻金属、重金属、贵金属、半金属、稀有金属和稀土金属等。有色合金的强度和硬度一般比纯金属高，并且电阻大、电阻温度系数小。 （3）特种金属材料包括不同用途的结构金属材料和功能金属材料。其中有通过快速冷凝工艺获得的非晶态金属材料，以及准晶、微晶、纳米晶金属材料等；还有隐身、抗氢、超导、形状记忆、耐磨、减振阻尼等特殊功能合金以及金属基复合材料等。3.性能 一般分为工艺性能和使用性能两类。所谓工艺性能是指机械零件在加工制造过程中，金属材料在所定的冷、热加工条件下表现出来的性能。金属材料工艺性能的好...
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