1樓：aachener
是單晶就肯定是生長出來的，這好像才是我們航發的卡脖子地方，美中國人好像七八十年代就解決了，俄羅斯人先進航發不知道是不是單晶葉片，如果不是，耐熱和壽命是怎麼解決的。西門子和阿爾斯通的燃氣輪機葉片也都是單晶了。
2樓：敦仙
先簡單答一下，以後再詳細答。
1.渦輪葉片內部要有冷卻氣道，所以需要製造出對應形狀的陶瓷內芯
2.需要製造出和葉片外形一致的蠟模
3.蠟模外麵包漿，倒出融化的蠟，燒結，製成型殼。到目前為止都和常規的精密鑄造工藝一致。
4.把型殼和陶瓷內芯組裝，選擇合適的單晶鑄造工藝進行鑄造。單晶鑄造這塊要講清楚不容易，可以參見相關書籍。
5.得到葉片和陶瓷內芯的組合體後，用藥劑完全去除內腔裡的陶瓷，並保持外部的金屬結構不改變。
6.表面工藝，如等離子噴塗等。
給大家推薦下《航空燃氣輪機製造工藝》這本書，講得很細，可以作為補充了解的乙個途徑。
3樓：ahuang
不是所有「如何XX問題」都像「如何做一碗紅燒肉」一樣可以輕易的丟擲來。題主你這個問題621所從十五計畫搞到現在還沒給出乙個優雅的解決方案。
如果你想要個簡單的回答，答案是：鑄造出來，金屬液體一點點從下往上凝固出來。
4樓：圖倫加利亞
單晶金屬現在應用最多的地方在銅材。
單晶銅製造。
國內已經可以進行6N單晶銅的連鑄工藝，非常成熟。
目前國內的檢測水平，6N也是上限。
再高，只有實驗室製造，成本要幾何級數上公升。
5樓：盧西
其實原理很簡單，但是這過程中各種引數需要大量實驗得到各個節點的引數，輔料成分以及很大運氣。
首先高壓渦輪轉子葉片需要複雜的內冷卻氣道（下圖），第一先做內冷氣道（不包括冷卻氣孔，這個最後再說）蠟模再用一種特殊的陶瓷澆鑄出氣道。
高壓渦輪轉子內冷氣道
有了這個陶瓷氣道模之後把它和葉片外模放在一起進入澆鑄爐，融化的超級合金從上往下進入型腔（包括陶瓷的氣道內模和蠟質外模）。這之間每次製模之間都會做無數層的塗層非常麻煩，德國公司都是用機械人做，好像俄羅斯還是用大媽的刷子來刷。這些塗層直接決定了鑄造質量，容錯率極低。
這時澆鑄的機器會嚴格控制熔融態超級合金的溫度，然後讓它在乙個水平面上凝固（也就是晶體的生長），由下而上，在晶體於螺旋體（選晶器）內生長時互相擠壓選擇，最終會留下只有乙個與預設方向最接近的晶體，這個晶體再繼續向上生長。
螺旋處為選晶器
因為高壓軸要有一萬多轉數，每片承受的離心力有十幾噸，而鎳的晶體每個方向的強度不一樣，需要它的對角線（最強方向）對著離心力方向誤差10度以內。（多一句嘴，低壓渦輪轉子用的單向晶鎳基合金是要求晶體朝向但是不要求只有乙個晶體，因為單晶比多晶（包括單向晶）的熔點高50K）
成品率並不高，就我所知德國有很多優秀精鑄廠強行挑戰這個工藝最後破產，門檻真的太高了。
最後得到了成品再用一種特殊的鹼把留在氣道裡的陶瓷氣道模給溶解，打冷卻氣孔，有用電溶解打孔也有電化學打孔，最多是用雷射打的，孔的形狀也有很大學問，然後就是電鍍塗層等，這也是一門巨大的學問。
下面一幅圖左邊多晶，中間單向晶，右邊單晶
但是鑄造結束以後的葉片是沒有內冷氣道與葉面相連的氣孔的，這東西一般來說是雷射打出來的，因為冷卻氣從高壓壓氣抽出來從空心軸內流到高壓渦輪已經損失很多壓力，，這時候需要乙個擴張截面的孔來處理冷卻氣，降低動壓提高靜壓，然後冷卻氣把炙熱的核心氣流推離葉片表面（好多廢話）。而且過快的速度會讓冷卻直接被射入核心氣流中，而它還有乙個別的工作就是在葉面形成一層冷氣膜保護葉片，需要降速增壓。
所以這類孔需要針對不同位置優化自己的幾何形狀，雷射打孔可以比較容易實現自動化，缺點是會有表面內應力。
渦輪定子（單向晶，跑題了）的葉尾需要打尾流冷卻氣孔來服務接下來的渦輪轉子，此孔極其細長，且不能接受內應力所以用電化學腐蝕打。當然這些不是絕對的，不同的公司也有不同的處理方式。
高壓渦輪定子葉片冷卻氣流
做完這些以後已經得到了乙個單晶渦輪葉片，但是它還沒有塗層。現代渦輪葉片都需要一層氧化鋯熱障塗層，金屬氧化物陶瓷。因為是陶瓷，所以是有一定脆性的，當渦輪工作時，有一丁點的形變，就可能整片剝落，渦輪葉片會立刻融毀。
這在航發內是絕對無法接受的。
然後有了EB-PVD工藝（Electron-beam physical vapor deposition），氣相沉積法。
當然在做它之前還有很多層的其它材料，電鍍鉑（白金），等離子噴塗等等，還有一層是來加固氧化鋯，就像膠水一樣把它粘住。當然每家公司之間也是略有區別，並不一成不變。
首先電子槍射出電子束，由磁場引導擊中氧化鋯基材，被電子束轟擊的基材會變成氣態，氣態氧化鋯被引導到葉片表面開始生長。氧化鋯會生長成1微公尺直徑，50微公尺長度的小棍子，密密麻麻的布滿葉片表面而氣孔不會被塗到。因為不是一整片陶瓷，所以小棍子之間是可以有細微的相對移動而不會整片剝離，解決了形變導致失效的問題。
EB-PVD工藝製造的氧化鋯塗層微觀結構
氧化鋯有極強的硬度，極低的導熱性，可以實現鎳基材和炙熱核心氣流之間極陡的溫度梯度，配合內冷卻和氣膜冷卻，葉片才可以在遠高於自己融化溫度環境下高強度高可靠性長時間工作。
到這，葉片表面就完成了。葉片為了裝入渦輪輪盤，還需要乙個松樹狀或者說榫卯結構的葉根。
上文講了，每乙個渦輪葉片在工作時承受十幾噸離心力，這個葉跟也需要非常精細地加工，鎳基超級合金很硬，耐高溫，非常難加工。
這個葉跟是被磨出來的，葉片被特殊夾具夾住，上下兩個擁有相反幾何（陰模）磨輪向內磨。
這樣造成磨輪很快就不行，於是在兩個磨輪外側加乙個陽模的鑽石磨輪，不停地打磨磨輪，讓它保持工作能力。鑽石輪上的一顆顆工業鑽石，是由機械人粘上去的。
經過這些工序，再經過檢查，葉片就準備好工作了。這只是航空發動機上的乙個零件，而航空發動機也只是飛機上的乙個模組。
又到了喜聞樂見硬廣告環節了：
真正支援十字軍東征的動力是什麼？
如何看待 奇瑞承接航空發動機研製 ？
奇瑞這款發動機是想和AE300競爭市場的，而AE300是啥呢？航空活塞發動機。而航空活塞發動機是啥呢？上面的回答是不是給了你圖了？或者你必應谷歌360一下隨便找個圖，是不是感覺就像個汽車或者摩托的幾缸機呢？因為航空活塞發動機的原理和他們沒什麼區別啊！那麼問題來了，作為在汽車行業浸淫多年，在發動機領域...
航空發動機的轉速是怎麼定義的？
鐵甲依舊在 一般定義是設計點物理轉速，不同發動機的設計點物理轉速並不相同。正常工作條件下，物理轉速一般不會超轉，可以簡單理解為最大轉速，設計和試驗中超轉試驗會做到工作溫度條件下115 轉速，輪盤破裂試驗會在120 左右 罐頭 一般解釋就是一分鐘轉速，航空發動機通常採用霍耳式轉速感測器測得 也有用盤式...
如何看待10月14日航空發動機從中航工業分離這一舉動？
一蓑煙雨任平生 這點是模仿美國的航空工業，美國的航空工業就是飛機研製和零部件的研製分開，打個比方說，美國上馬乙個戰鬥機專案可以從有很多發動機廠商的產品供其選擇，而中國要上馬乙個戰鬥機，那發動機和雷達等子系統都是跟著這個專案一起上馬，一旦遇到難題在短期內無法解決那整個專案，包括發動機等一起下馬。殲九，...