航空發(fā)動機是飛行器的最為核心的部件之一，這是因為它技術(shù)要求比較高，制造難度比較大的部件，它作為飛行器飛行過程中的重要動力裝置，對加工材料有非常高的要求，要求材料具備輕質(zhì)、高韌、耐溫、抗氧化和耐腐等等性能，而高溫合金的優(yōu)質(zhì)性能使得它可以滿足航空發(fā)動機材料的使用要求。
高溫合金材料能夠在600℃以上以及在一定應(yīng)力條件下依舊保持良好的性能。高溫合金材料的出現(xiàn)是為了可以滿足現(xiàn)代航天航空設(shè)備對材料的苛刻要求，高溫合金經(jīng)過多年的材料演變，它已經(jīng)成為航天航空設(shè)備制造熱端部件的重要材料，據(jù)相關(guān)報道，在航空發(fā)動機中，它的使用量差不多占到整個發(fā)動機材料的一半以上。
在現(xiàn)代的航空發(fā)動機中，高溫合金材料使用量是比較大的，很多的發(fā)動機部件度用高溫合金來生產(chǎn)制造的，比如燃燒室、導(dǎo)向葉片、渦輪葉片以及渦輪盤機匣、環(huán)件、加力燃燒室以及尾噴口等部件在生產(chǎn)的時候都會用到高溫合金材料。
高溫合金在航空發(fā)動機中的應(yīng)用
隨著技術(shù)的不斷進化，探索領(lǐng)域的不斷深入，對于新型含錸單晶葉片和新型高溫合金的研究不斷探索，新材料將會為未來航天航空設(shè)備制造領(lǐng)域增添新的力量
1、含錸單晶葉片的研究
有研究表明單晶成分的材料在加工的時候，需要兼顧合金性能和工藝性能，因為單晶需要應(yīng)用在比較苛刻的環(huán)境下，因此在材料中，往往會添加一些具有特殊作用的合金元素來改善單晶的性能。隨著單晶合金的發(fā)展，合金化學(xué)成分發(fā)生了變化，在材料中，如果進入鉑族元素(比如Re、Ru、Ir元素)，就能夠增加難熔元素W、Mo、Re、Ta的含量，將比較難以溶解的元素的總量增加，從而可以讓C、B、Hf等元素從“去除”的狀態(tài)轉(zhuǎn)為“使用”的狀態(tài);降低Cr的含量。同時加入更多其他的合金化元素，可以讓材料在不同材料性能需求中保持設(shè)定的穩(wěn)定性。
含錸單晶葉片的使用，能夠大幅提升了其耐溫的性能，并且增強蠕變的強度。在單晶合金中加入3%的錸元素，并且適當增大鈷以及鉬元素的含量，可以讓其耐溫的溫度提高30℃，而且持久強度以及抗氧化腐蝕能力也能夠處于一個比較好的平衡狀態(tài)，這將有利于含錸單晶葉片在航天航空領(lǐng)域大規(guī)模應(yīng)用。未來航空發(fā)動機渦輪葉片使用含錸單晶材料是一個趨勢。單晶葉片不管在耐溫能力、熱疲勞強度、抗氧化能力、抗腐蝕特性方面都有著明顯的優(yōu)勢。
2、新型高溫合金的研究
新型高溫合金材料的種類很多，比較常見的有粉末高溫合金、ODS合金、金屬間化合物以及高溫金屬自潤材料等。
粉末高溫合金材料：
具備組織均勻、屈服度高、疲勞性能好的優(yōu)點。
金屬間化合物：
能夠減少零部件的重量，提高性能，非常適合用來制作動力推進系統(tǒng)。
ODS合金具備：
出色的高溫蠕變性能、高溫抗氧化性能
高溫金屬基自潤滑材料：
主要用來生產(chǎn)高溫自潤滑軸承，讓軸承的強度增大，承載能力加強。
隨著高溫合金硬管在航空發(fā)動機中的應(yīng)用越來越廣，在未來的航空航天領(lǐng)域中，對它的需求也會不斷增加。