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赛峰新建一座发动机维修工厂;湛江雷州通用航空基地顺利交付投运;高温合金在航空发动机三大部件中的需求与应用!

赛峰新建一座发动机维修工厂;湛江雷州通用航空基地顺利交付投运;高温合金在航空发动机三大部件中的需求与应用! AEE航空航天技术与制造工程展
2026-07-03
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导读:8月25-26日,2026航空技术与制造工程(西安)大会,诚邀您的加入!

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赛峰在墨西哥新建一家LEAP发动机大修厂

赛峰航空发动机公司在墨西哥克雷塔罗开设了一座新的发动机维修工厂,专门用于CFM LEAP发动机修理

这项1.4亿美元的投资进一步巩固了赛峰航空发动机服务美洲公司作为该地区综合性维修、修理和大修(MRO)中心的地位。

占地5万平方米的场地包括CFM56和LEAP发动机的2个维修服务车间一个发动机试车台以及一个维修厂房。到2030年,这两个维修车间每年最多可完成350台次LEAP发动机的维修作业

该投资是赛峰航空发动机公司全球维修、检修与大修(MRO)网络扩展10亿欧元计划的一部分

随着印度、摩洛哥和比利时新设立的工厂,加上这家新工厂将有助于支持快速增长的全球LEAP发动机机队维修需求。

信息来源:航空微读


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湛江雷州通用航空基地顺利交付投运

近日,由西北民航机场建设集团承建的湛江雷州通用航空基地项目正式移交并投入使用

湛江雷州通用航空基地是广东省通用航空产业重点项目,也是粤西首个获批新建的通用航空基地,该基地的正式投用,对于保障海上油气开发,发挥直升机航空应急救援作用、确保人民生命财产安全,积极发展低空经济战略性新兴产业,构建雷州市“海陆空铁”立体交通体系,带动雷州市通航、文旅、运输、消费等经济发展具有战略性重要作用。

信息来源:西北民航机场建设集团


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624所:高温合金在航空发动机三大部件中的需求与应用

高温合金是为满足航空发动机热部件对材料的苛刻要求而开始研制的,现已成为军用和民用发动机不可取代的关键材料。

一、高温合金在航空发动机中的作用和地位

高温合金在600摄氏度以上具有良好的综合性能,在现代航空发动机研制中的用量占到发动机质量40%~60%,被誉为“先进发动机的基石”。高温合金已成为决定发动机技术发展进程的关键因素。军用发动机通常以推重比综合评定其技术水平,提高涡轮前温度是提高推重比最直接的途径。航空装备不断升级,对发动机推重比的要求越来越高,对高温合金的依赖越来越大,要求越来越苛刻。改进发展高温合金,推动航空发动机研制,任重而道远。

二、高温合金在航空发动机的应用及需求

发动机是飞机的“心脏”,是尖端制造业典型代表,集中了工业化、信息化的技术精华,被誉为现代工业“皇冠上的明珠”,最能体现一个国家的工业基础、科技水平和国防实力。

图1 高温合金在现代民用航空发动机的应用部位

航空发动机在高温、高压、高转速下长期工作,高温合金是热部件的首选材料,主要用于燃烧室、涡轮、喷管等热部件和压气机后段零件,见图1。

2.1 在压气机部件的应用及需求

压气机的功能是进一步压缩空气,为燃油的燃烧提供气源,也为热部件冷却、冷部件加温及封严提供高速气流。压气机进出口气流的平均温度300~600摄氏度,峰值温度超过700摄氏度,总压比超过20。

压气机部件用材料较多,高温合金是关键材料之一。压气机后段温度较高,采用GH4169等变形合金制造转子件(叶片、轮盘等)和静子件(叶片、机匣等)。性能更优的粉末盘、GH4169G、718Puls已在先进发动机中应用。为满足先进高性能发动机需求,国内外正在研究TiAl系金属间合金、Ti基复合材料(MMC)等轻质材料。

2.2 在燃烧室部件的应用及需求

燃烧室的功能是将燃油的化学能释放为热能,是发动机热能发源地。燃烧室进出口气流平均温度600~2000摄氏度,芯部燃气平均温度1500~2100摄氏度。有两股气流冷却燃烧室降低壁温。燃烧室是温度最高、温度变化最大的热部件。

燃烧室部件用的高温合金种类较多,以变形合金为主,主要用于内外机匣、火焰筒等零件。传统的高温合金板材受合金熔点限制,已基本达到许用极限温度,难以进一步发展,须研究新材料和制备技术,以满足使用需求。目前国际上研究比较热门的新材料有陶瓷基复合材料(CMC)、MMC、机械合金化合金(ODS)、TiAl金属间化合物和多孔层板等,用于火焰筒的CMC已可耐1670摄氏度高温。

2.3 在涡轮部件的应用及需求

涡轮的功能是将燃气的热能转化为机械能,驱动压缩系统转子,为发动机和飞机提供机械能。涡轮是热负荷和机械负荷最大的热部件。涡轮盘和叶片是发动机技术难度的典型代表,最能体现一代发动机、一代材料、一代工艺的变化和高温合金的发展,见表1、图2。关注公众号: 两机动力先行,免费获取海量两机资料,聚焦两机关键技术!

图2 高温合金发展 (a)高温合金发展;(b)涡轮叶片材料发展

导向叶片调整燃烧室出口燃气流动方向,是涡轮部件受热冲击最大、温度最高的零件。一般来说,同一状态下导向叶片的平均温度比工作叶片高100摄氏度左右,但应力较低。

工作叶片是离心负荷最大、工况最恶劣的零件。叶片在高温下高速旋转作功,承受的离心力相当于自重的20000倍,犹如“冰质糕匙搅热汤”,对材料、工艺和设计都是严峻考验。

熔模精铸技术突破后,采用定向凝固制备的定向、单晶合金的许用温度接近其初熔点的90%,各国先进航空发动机都采用定向、单晶合金制造涡轮叶片提高工作温度。F119发动机用二代单晶PWA1484制成的超级冷却铸冷涡轮叶片,工作温度达到1621~1677摄氏度(比F100高200摄氏度)。

国际上单晶合金发展很快,现已发展到第五代。单晶合金熔点有限制,提高叶片工作温度主要靠冷却技术。冷却效果越高,叶片内腔结构越复杂,制造难度越大,需要发展制造工艺和新材料。目前国际上已在研究对开单晶叶片、多孔层板叶片和耐温更高的Nb-Mo合金、CMC叶片、碳/碳复材整体涡轮等。

涡轮盘是四大热部件质量和负荷最大的零件。盘轮缘温度550〜750摄氏度,轮毂约300摄氏度,温差应力和离心应力很大,还需承受启动、停车的大应力交变疲劳。GH4169涡轮盘用量最大,性能更优的粉末盘成为涡轮盘的首选,第二代粉末盘、双性能粉末盘已在先进发动机应用。第三代粉末盘、纤维增强金属基涡轮盘、单晶叶片+粉末盘整体涡轮等是当前热门研究课题。

2.4 在加力燃烧室和喷管部件的应用及需求

加力燃烧室组织第二次燃烧,使燃气进一步加温加速,通过喷管按设定方式急速排出而产生推力。加力燃烧室和喷管工况恶劣,尾喷口燃气的温度727~1877摄氏度,燃气的速度在亚声速和超声速之间,内壁主要承受燃气冲刷、热应力和振动应力等。

加力燃烧室和喷管部件用变形高温合金较多,K24等铸造合金主要制造喷管调节片等薄壁件。调节片长、宽、厚悬殊精铸工艺难度不亚于涡轮叶片。更耐温的CMC调节片已在先进发动机应用,减重效果显著。

三、改进发展高温合金,推动航空发动机研制

我国航空发动机长期落后于国外先进水平,航空材料是三大制约因素之一。高温合金是航空材料主体,剖析其技术难点和创新思路,对加快合金发展,推动发动机研制至关重要。关注公众号: 两机动力先行,免费获取海量两机资料,聚焦两机关键技术!

3.1 高温合金的技术难点与创新

在高温环境下材料各种性能退化加速,组织性能不稳定,在温度和应力交互作用下容易变形、裂纹、氧化腐蚀等,危及使用安全。合金耐温能力和组织稳定性主要取决其化学成分和组织结构。成分复杂、合金化程度高,容易元素偏析、变形困难和组织不均,对铸造和变形合金组织性能危害极大。合金在试验室的组织性能,不能完全代表零件在服役环境下材料的组织性能,目前尚难以表征二者材料行为和伤损失效模式的对应关系,需成倍增加试验考核成本和风险。这些都是高温合金研究和应用的技术难点。

高温合金发展是合金化理论和制备工艺不断改进创新的过程,工艺对合金发展起到极大推动作用。真空溶炼技术,去除有害杂质和气体,精确控制合金成分,使高温合金组织性能不断提高。定向凝固、粉末冶金、等温锻造等工艺创新,推动合金迅猛发展和发动机技术进步。如定向凝固技术提高合金许用温度,促使铸造高温合金形成等轴晶、定向柱晶和单晶合金分支,推动涡轮叶片冷却技术进步。粉末高温合金也由第一代650摄氏度发展到750摄氏度、850摄氏度粉末涡轮盘和双性能粉末盘。精密制坯超塑性锻造使锻件质量和材料利用率大幅度提高。

继承性创新是高温合金快速发展必由之路。在成熟合金基础上发展新合金,技术继承性、工程认可度和性价比高如低膨胀合金GH907、GH909,改型GH4169G等,在成分没有重大改变前提下,显著提高性能,弥补原合金的不足,已用于先进发动机。718Plus在IN718和Waspaloy基础上发展的新合金,许用温度达到704摄氏度,填补了这一档次盘类合金空白。

3.2 改进发展高温合金措施的建议

我国高温合金历经60年发展,建立了合金体系,形成设备比较先进、有一定规模的生产基地,基本解决国内需求。但基础薄弱,预研和中试不足,材料滞后而疲于奔命。研发或仿制合金通常做到国外同类产品原性能的80%,难有经费再投人深化研究,余下的20%性能很难实现,陷入所谓“80%解决方案”怪圈,不利于合金发展和发动机研制。建议:
(1)理清发展思路,配合发动机做好顶层设计,采取“填空补缺、望其项背、并驾齐驱”三步走策略,编制有提前量的行业规划。
(2)重视预研,强化中试,加大投人,夯实基础,花大力气解决现有合金工程问题,推动航空发动机研制。
(3)加强标准体系建设,以涡轮盘和叶片为试点,建立、完善注重细节的主、辅材料和零件制造工艺的协调配套企业标准。
(4)强化全过程控制,推行首件批准和质量承包程序管理,做到“凡事有章可循、凡事有人监督、凡事可以追溯、凡事有人负责”。
(5)加强残存、痕迹元素研究,控制合金纯净度,在材料标准中按不同级别规定残存、痕迹元素总个数、单个及总和的允许极限。
(6)系统研究返回料再利用,降低生产成本,提升产品竞争力。

信息来源:航空动力先行



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随着全球航空工业向高效率、高质量、低成本方向发展,航空产业正经历从“传统制造”向“数字智造”的深刻跃迁。中国航空工业,站在从“航空大国”迈向“航空强国”的关键节点,比以往任何时候都更需要前沿技术的引领、工程实践的突破与产业链协同的深化。

在此背景下,“2026航空技术与制造工程(西安)大会” 汇聚国内外顶尖专家、企业领袖与科研团队,从航空发动机制造与装配测试技术、飞机制造与装配测试技术、低空飞行器设计与装配技术、复材设计制造与修补技术等方向探讨先进手段,推动航空制造向智能化、无人化、高精度化迈进。

大会为航空产业提供一个以技术交流为基础、以商务对接为核心的交流平台。通过本次大会,我们希望汇聚行业智慧,共同探索更智能、更可靠、更经济的航空制造与装配测试解决方案,助力中国乃至全球航空制造业迈向新高度

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