航空发动机叶片材料及制造技术现状
全球航空发动机制造技术状况
全球航空发动机制造技术状况航空制造是制造业巾高新技术最集巾的领域，整个制造过程对林料.工艺. 加工手段、试验测试等都有极高的要求，而航空发动机技术则是高新技术中的尖常代表。
美国国家关理技术廿则说明文件将航空发动机技术描绘成“是一个技术績深得使新手难以进人的领域，它需要国家充分保护并利用该领域的成果，长期数据和经騎的枳累，以员国家大量的投资。
® I航空发动机主要结构（一）航空发和机技术特点航空发和机的特点在于其工作状况复杂.制造要求高、研制周期长.研制费用高。
表1航空发动机特点经过半f名世纪的发展，全球航空涡轮发和机技术取谒了较大的进步:表2发动机11能特点国外的航空发和机制造已经达到了相当高的技术水平，其发展旌矜主要It现在战斗机、运输机和直升机这三种类型的发动机上：表3三类涡轮发动机发展趟势战斗机发动机和运输机发动机在性能的要求上是各有不同的，战斗机发动机追求的是极限11能和高负荷；而运输HI发动机则要求的是可靠性、经济性等指标。
而越来越显普的特点就是高性价比则是军用和民用发动机都追求的目标。
处于航空发动机技术前列的国家不斷实施各种技术发展it则，推动着发动机各顶II能的提高，在实施逹些技术发展it划的il程中，不Bi涌现着新技术。
这些新技术的范势显示岀高效和经济性是发动机未来发展方向。
表4航空燃气涡轮发动机不Bi涌现的新枝术#P#分页标fi^e#(二)国外航空发动机应用k军用JR空发动机国外仍具有代差军用航空发动机整机研制生产的国家不名，这与航空发动机技术在各国之间市场化交流相对较少，处于较封冈的状态有关。
为了战略考虑，一般各国故斗机所装配的发动机在各国国或朕盟采喇。
表5国外主要军用朋斗机发动机配套悄况相比全球先进的发动机研制水平，我国的航空发动机研制水平的然有较大差ffio 我国第3代战斗机发动机“太行”于2005年底通过设it定里，与美国第3 代战斗机配置的F100发动机1973年10月定塑的时同名义差距为32年，美国的第4代战斗机发动机已于2005年12月装备飞机，具备閒始作战能力；第5代飞机已经试飞。
飞机叶片材料
飞机叶片材料
飞机叶片是飞机发动机中非常重要的部件，它的材料选择直接关系到飞机的性
能和安全。
飞机叶片材料的选择需要考虑到多个因素，包括重量、强度、耐腐蚀性、耐磨损性等。
目前常用的飞机叶片材料主要包括镍基合金、钛合金和复合材料。
镍基合金是一种高温合金，具有良好的热稳定性和抗氧化性能，因此在航空发
动机中得到广泛应用。
镍基合金的主要成分是镍，其中掺杂了少量的铬、钨、钼等元素，这些元素能够提高合金的强度和耐腐蚀性能。
镍基合金的优点是具有良好的高温强度和抗氧化性能，适合在高温、高压环境下工作，但缺点是密度较大，重量较重。
钛合金是一种轻质高强度金属材料，具有良好的耐腐蚀性和抗疲劳性能，因此
在航空工业中得到广泛应用。
飞机叶片材料中使用钛合金能够减轻叶片的重量，提高飞机的燃油效率和飞行性能。
钛合金的优点是具有较高的强度和硬度，密度较小，重量轻，但缺点是加工难度大，成本较高。
复合材料是由两种或两种以上的材料组合而成的新材料，具有轻质高强度、耐
腐蚀、抗疲劳等优点，因此在航空领域中得到广泛应用。
飞机叶片材料中使用复合材料能够实现叶片的轻量化和结构优化，提高飞机的整体性能。
复合材料的优点是具有良好的强度和刚度，重量轻，但缺点是成本较高，易受到温度和湿度等环境因素的影响。
综合考虑，飞机叶片材料的选择需要根据具体的使用环境和要求来进行合理的
选择。
在高温、高压环境下，镍基合金是一个较好的选择；在追求轻量化和高强度的要求下，钛合金和复合材料是更好的选择。
未来随着材料科学的发展和技术的进步，飞机叶片材料的选择将会更加多样化和个性化，以满足不同飞机的需求。
空心叶片铸造用陶瓷铸型增材制造技术综述
第58卷第4期2022年4月中国陶瓷Vol.58 No.4Apr.2022先进陶瓷DOI : 10.16521/ki.issn.l001-9642.2022.04.001空心叶片铸造用陶瓷铸型增材制造技术综述田国强，安晓东，许小奎，闫学伟，刘建伟(郑州航空工业管理学院航空工程学院，郑州450046)摘要：陶査铸型是精密铸造中获得航空发动机和工业燃气轮机空心涡轮叶片的基础。
目前，增材制造技术在制 造叶片铸造用陶査铸型方面具有良好的技术优势及应用前景。
首先简述了陶冕铸型增材制造的工艺流程，然后详 细归纳了陶査铸型几种主要的增材制造方法，介绍了上述制造方法的优缺点，最后分析了陶査铸型增材制造技术 当前所面临的技术问题并提出了展望。
关键词：增材制造；叶片；陶査；铸型中图分类号:TQ174.75+8 文献标识码:A 文章编号：1001-9642(2022)4-0001-08Review on Additive Manufacturing Technology ofCeramic Mold for Casting of Hollow BladesTIAN Guoqiang, AN Xiaodong, XU Xiaokui, YAN Xuewei, UU Jianwei(School of Aeronautical Engineering, Zhengzhou University of Aeronautics, Zhengzhou 450046, China)Abstract : Ceramic mold is the basis of obtaining the hollow turbine blades of aero-engine and industrial gas turbine in precision casting . At present, additive manufacturing technology has good technical advantages and application prospects in manufacturing ceramic molds for blade casting . First, the additive manufacturing process flow of ceramic molds was briefly introduced ・ Then, several main additive manufacturing methods of ceramic molds were summarized in detail. The advantages and disadvantages of the above manufacturing methods were introduced . Finally, the current technical problems for the additive manufacturing technology of ceramic molds were analyzed and the prospects were put forward.Key words : Additive manufacturing ； Blade ； Ceramics ； Moldo 引言空心涡轮叶片是航空发动机和工业燃气轮机的关 键零部件之一，其运转过程中一直处于高温、高压等 极端工作环境中。
航空发动机涡轮叶片精密成型技术分析
航空发动机涡轮叶片精密成型技术分析摘要：航空发动机技术复杂且难以制造。
世界上只有几个国家可以完成航空发动机的设计和制造。
中国不断发展航空发动机的设计和制造，以提高自身的制造水平。
空心涡轮叶片是高性能航空发动机的主要部件之一，制造困难长期以来一直给中国的制造公司带来麻烦。
通过分析空心涡轮叶片的结构特性，分析和解释空心涡轮叶片的精密成型技术。
关键词：空心涡轮叶片；精密成型技术；精密铸造前言空心涡轮叶片是高性能航空发动机的关键组件，由于对精度的要求和制造困难，我们无法批量生产空心涡轮叶片。
为了提高空心涡轮叶片的制造合格率，我们将从叶片精密铸造的“形状控制”和“可控制性”两个方面出发分析空心涡轮叶片的精密铸造工艺，以提高叶片精密铸造的质量。
需要1空心涡轮叶片的精密铸造技术现代飞机发动机正朝着高推进力和低油耗的方向发展。
为了实现这一目标，当今世界上的主流方法是提高航空发动机涡轮的进气温度。
发动机涡轮的当前入口温度已经很高。
随着温度的不断升高，发动机涡轮叶片的温度达到1880℃±50℃，为了解决这个问题，目前的涡轮叶片主要用于复合膜冷却的单晶空心涡轮叶片（称为空心涡轮叶片）。
由于结构的复杂性和材料的特殊性，熔模铸造工艺主要用于制造空心涡轮叶片，但由于精度低，产量低，该工艺存在使空心涡轮叶片具有高性能的问题。
有。
通常，当今的空心涡轮叶片精密铸造的产率约为10％，其中约90％的废叶片的形状和尺寸偏差约为50％，而重结晶缺陷约占25％。
主要原因是铸造缺陷。
为了提高空心涡轮叶片的制造成品率，有必要解决“形状控制”和“铸造控制”两个问题：精密铸造后的尺寸精度和复合材料性能。
空心涡轮叶片的工艺复杂且难以制造：粗略的制造过程如下：首先，使用模芯来完成空心涡轮叶片精密铸造所需的陶瓷芯，并且陶瓷芯是空心的填充零件。
用来。
随后，使用蜡模工艺在芯的外层上制备涡轮叶片蜡模，然后通过烧结注射成型和其他工艺来制造空心涡轮叶片粗糙毛坯。
飞机发动机涡轮叶片成果简介
飞机发动机涡轮叶片成果简介一、啥是飞机发动机涡轮叶片呀飞机发动机涡轮叶片那可老重要了呢。
就像是飞机发动机的小翅膀一样。
它们在发动机里面高速旋转，承受着超级大的压力、高温还有各种复杂的力呢。
这涡轮叶片就像是发动机的小功臣，要是没有它们好好工作，飞机可就飞不起来啦。
二、这涡轮叶片的成果体现在哪儿呢1. 材料方面以前的涡轮叶片材料可能就比较普通，现在可不一样啦。
科学家们研究出了好多超厉害的新材料。
这些新材料能够承受更高的温度，就像给涡轮叶片穿上了一层超级耐热的铠甲。
比如说一些新型的合金材料，能够在发动机高温运行的时候，依然保持很好的强度和稳定性，不会轻易变形或者损坏呢。
2. 设计方面现在涡轮叶片的设计也变得超酷。
它们的形状更加合理啦，就像经过精心雕琢的艺术品。
这种新的设计可以让空气在叶片周围流动得更顺畅，提高发动机的效率。
而且呀，新设计的叶片还能够更好地分散压力，就像大家一起分担重物一样，每个部分都能轻松应对压力，不会因为某个地方压力太大而坏掉。
3. 制造工艺方面制造工艺也有了巨大的进步。
以前可能制造精度没那么高，现在可以制造出非常精密的涡轮叶片啦。
就像是用超级精细的雕刻刀在打造一件绝世珍宝。
采用了很多先进的制造技术，像精密铸造呀，3D打印技术也慢慢开始应用在涡轮叶片制造上啦。
这些技术让涡轮叶片的质量更高，而且生产速度也能更快呢。
三、这些成果有啥重大意义呢1. 对飞机性能的提升因为涡轮叶片变得这么厉害，飞机发动机的性能就大大提升啦。
飞机可以飞得更快、更高，还能更省油呢。
这就好比给飞机装上了一个超级动力的心脏，让飞机有更强劲的动力去遨游蓝天。
2. 对航空业发展的推动在整个航空业来说，这也是一个超级大的进步。
更先进的涡轮叶片可以让航空公司降低运营成本，因为飞机更省油啦。
而且还能让飞机飞得更远，这样就可以开辟更多的航线，连接更多的地方，让全世界的人们出行更加方便快捷呢。
3. 对科技进步的贡献这涡轮叶片成果也体现了整个科技界的进步呀。
航空发动机材料选择与性能分析
航空发动机材料选择与性能分析航空发动机被誉为“工业之花”，是飞机的“心脏”，其性能直接决定了飞机的飞行速度、高度、航程和可靠性等关键指标。
而在航空发动机的研发和制造中，材料的选择至关重要，它直接影响着发动机的性能、寿命和安全性。
航空发动机工作在高温、高压、高转速的恶劣环境下，对材料的性能要求极为苛刻。
首先，材料需要具备优异的高温性能，能够在数千摄氏度的高温下保持足够的强度和稳定性。
其次，材料要有良好的抗疲劳性能，能够承受长期的循环载荷而不发生失效。
此外，还需要具备良好的抗氧化、耐腐蚀和抗磨损性能，以应对复杂的工作环境。
在航空发动机中，常用的金属材料包括高温合金、钛合金和铝合金等。
高温合金是航空发动机中应用最广泛的材料之一，它具有优异的高温强度和抗氧化性能，能够在高温下长时间工作。
例如，镍基高温合金在航空发动机的涡轮叶片和燃烧室等高温部件中得到了大量应用。
钛合金具有高强度、低密度的特点，在发动机的风扇叶片、压气机叶片和机匣等部件中发挥着重要作用。
铝合金则因其良好的加工性能和较轻的重量，常用于发动机的一些非关键部件。
除了金属材料，复合材料在航空发动机中的应用也越来越广泛。
复合材料具有比强度高、比模量高、耐高温等优点，能够显著减轻发动机的重量，提高发动机的性能。
例如，碳纤维增强复合材料在发动机的风扇叶片和机匣等部件中已经开始应用。
陶瓷基复合材料则具有更高的耐高温性能，有望在未来的航空发动机中得到更广泛的应用。
然而，材料的性能并非是唯一的选择标准，成本和可加工性也是需要考虑的重要因素。
一些高性能的材料往往价格昂贵，加工难度大，这会增加发动机的制造成本和周期。
因此，在材料选择时，需要综合考虑性能、成本和可加工性等因素，找到一个最优的平衡点。
以高温合金为例，虽然其性能优异，但制造工艺复杂，成本高昂。
为了降低成本，在一些对性能要求相对较低的部件中，可以采用性能稍逊但成本更低的材料，或者通过改进制造工艺来提高材料的利用率和降低加工成本。
航空发动机涡轮叶片疲劳寿命及可靠性分析
2023-11-04•引言•航空发动机涡轮叶片概述•航空发动机涡轮叶片疲劳寿命分析•航空发动机涡轮叶片可靠性分析•航空发动机涡轮叶片可靠性验证与实验目•研究结论与展望录01引言研究背景与意义航空发动机涡轮叶片是发动机的核心部件，其性能直接影响到发动机的性能和安全性。
涡轮叶片的疲劳寿命及可靠性是评估其性能的重要指标，对于保证发动机的安全运行具有重要意义。
随着航空发动机技术的不断发展，对于涡轮叶片的疲劳寿命及可靠性的要求也越来越高，因此需要进行深入的研究。
国内外对于航空发动机涡轮叶片疲劳寿命及可靠性的研究已经开展了多年，取得了一定的研究成果。
目前的研究主要集中在材料选用、结构设计、表面处理等方面，以提高涡轮叶片的疲劳寿命及可靠性。
随着计算机技术和数值模拟技术的发展，对于涡轮叶片的疲劳寿命及可靠性的分析已经越来越精确，对于发动机的设计和优化具有重要意义。
研究现状与发展02航空发动机涡轮叶片概述涡轮叶片的结构涡轮叶片由叶身、叶根和榫头等组成，叶身是工作部分，叶根是连接部分，榫头是定位部分。
涡轮叶片的功能涡轮叶片是航空发动机的关键部件之一，负责将高温高压的气体转化为机械能，为飞机提供动力。
涡轮叶片的结构与功能涡轮叶片的工作环境涡轮叶片需要在高温、高压、高转速的恶劣环境下工作，最高温度可达1000℃以上，最高转速可达每分钟数万转。
涡轮叶片的工作工况涡轮叶片需要承受周期性变化的应力、应变，以及气动力、热力等多种复杂因素的影响。
涡轮叶片的工作环境与工况涡轮叶片一般采用高温合金、钛合金等高性能材料制造。
涡轮叶片的材料涡轮叶片的制造工艺主要包括铸造、锻造、热处理、表面处理等环节，其中精密铸造和等温锻造是关键环节。
涡轮叶片的制造工艺涡轮叶片的材料与制造工艺03航空发动机涡轮叶片疲劳寿命分析03基于有限元分析的预测模型利用有限元分析软件，对涡轮叶片进行应力分析，预测不同工况下的疲劳寿命。
疲劳寿命预测模型01基于材料性能参数的预测模型考虑材料性能参数，如弹性模量、屈服强度、抗拉强度等，建立疲劳寿命与材料性能之间的数学关系。
航空发动机涡轮叶片寿命预测研究
航空发动机涡轮叶片寿命预测研究航空发动机是现代航空技术的核心，其运转稳定性和寿命预测是影响飞行安全的重要因素。
而其中，涡轮叶片是航空发动机的核心部件之一，其寿命预测研究也备受关注。
本文将探讨航空发动机涡轮叶片寿命预测研究的现状和未来发展趋势。
一、涡轮叶片寿命预测的重要意义涡轮叶片是航空发动机中最重要的部件之一，其在高温高压的工作环境下，由于受热-冷却引起的热应力和机械应力等原因，容易发生疲劳破坏。
疲劳破坏的发生会严重影响飞机的安全，因此研究涡轮叶片的寿命预测对于确保航空器的飞行安全至关重要。
现代航空发动机涡轮叶片寿命预测是一项复杂的任务，需要全面考虑多个因素，如材料、设计、工艺、工作环境、运转状况等。
目前，涡轮叶片寿命预测主要采用计算机模拟方法，通过建立数学模型和使用分析软件进行计算，预测涡轮叶片的使用寿命。
但是，由于涡轮叶片疲劳破坏的机理十分复杂，单一的计算机模拟方法难以准确预测叶片的寿命。
二、现有的涡轮叶片寿命预测方法目前，涡轮叶片寿命预测方法主要可以分为三类：试验、有限元分析和材料层次。
1. 试验法试验法是一种直接测定疲劳寿命的方法，常用的试验包括低周疲劳试验、高周疲劳试验、热疲劳试验、蠕变试验等。
试验法的优点是可以在试验中获得疲劳受力的严格条件和实际状态，但其缺点是试验过程费时费力，且涉及到复杂运行条件的模拟较为困难。
2. 有限元分析法有限元分析法是一种使用计算机模拟材料、结构和载荷状况等的方法，可以预测疲劳寿命和疲劳断裂位置。
有限元分析法具有高精度、适用于复杂结构和多载荷条件下的疲劳分析等优点。
不过，有限元分析法只能预测一个确定的载荷下的疲劳寿命，而无法预测其他载荷下的疲劳寿命。
3. 材料层次法材料层次法是一种相对较新的涡轮叶片寿命预测方法，它将预测涡轮叶片寿命的方法和寿命测试方法相结合。
该方法基于材料显微组织特征、微观裂纹、疲劳寿命预测实验等方面，通过建立具有化学成分、显微组织等信息的材料层次数据库，预测涡轮叶片寿命。
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航空发动机叶片材料及制造技术现状 2 3 4 图3 商用涡轮发动机内的温度、气流速度和压力分布
图4 罗尔斯-罗伊斯喷气发动机内温度和材料分布 图5 航空发动机用不同材料用量的变化情况 5
1变形高温合金叶片 1.1 叶片材料 变形高温合金发展有50多年的历史，国内飞机发动机叶片常用变形高温合金如表1所示。高温合金中随着铝、钛和钨、钼含量增加，材料性能持续提高，但热加工性能下降；加入昂贵的合金元素钴之后，可以改善材料的综合性能和提高高温组织的稳定性。
表1 国内飞机叶片用高温合金牌号及其工作温度
合金牌号 合金体系 使用温度/℃ 特点及应用
GH4169 Cr-Ni 650 热加工性能好，热变形和模锻叶片成形不困难，叶身变形80%也不开裂。
GH4033 Cr-Ni 750 我国航空发动机叶片主要用材，是我国生产和应用时间最长的叶片材料，其中w(Al+Ti)≥3.4%，热加工性能好；其改进型GH4133是当前国内使用最多的材料，将取代GH4033合金用于叶片。
GH4080A Cr-Ni 800 具有良好可锻性，因新型飞机需要，已经获得批量生产。
GH4037 Cr-Ni 850 可锻性好，合金元素较高，固溶强化、沉淀硬化双重作用，提高了使用温度。
GH4049 Cr-Ni-Co 900 是当前工作温度最高和用量最大的叶片用变形高温合金；
GH4105 Cr-Ni-Co 900 热加工性能较差，不能用快锻机开开坯；可用挤压机开坯或包套轧制。是在新机型定性后，刚刚开始批量生产的材料。
GH4220 Cr-Ni-Co 950 是变形合金中应用温度最高的的叶片材料，采用镁微合金化强化了晶界，改善了材料的高温拉深塑性和提高了持久强度。加工性能较差，但可采用包套轧制工艺生产叶片。不过，随着铸造高温合金和叶片冷却技术的发展，这种合金被替代，未进行工业化生产。
1.2 制造技术
生产工艺。变形高温合金叶片的生产是将热轧棒经过模锻或辊压成形的。模锻叶片主要工艺如下： （1） 镦锻榫头部位； （2） 换模具，模锻叶身。通常分粗锻、精锻两道工序；模锻时，一般要在模腔内壁喷涂硫化钼，减少模具与材料接触面之阻力，以利于金属变形流动； （3） 精锻件，机加工成成品； （4） 成品零件消应力退火处理； （5） 表面抛光处理。分电解抛光、机械抛光两种。 6
常见问题。模锻叶片生产中常见问题如下： （1） 钢锭头部切头余量不足，中心亮条缺陷贯穿整个叶片； （2） GH4049合金模锻易出现锻造裂纹； （3） 叶片电解抛光中，发生电解损伤，形成晶界腐蚀； （4） GH4220合金生产的叶片，在试车中容易发生“掉晶”现象；这是在热应力反复作用下，导致晶粒松动，直至剥落。
发展趋势。叶片是航空发动机关键零件．它的制造量占整机制造量的三分之一左右。航空发动机叶片属于薄壁易变形零件。如何控制其变形并高效、高质量地加工是目前叶片制造行业研究的重要课题之一。
随着数控机床的出现，叶片制造工艺发生重大变化，采用精密数控加工技术加工的叶片精度高，制造周期短，国内一般6～12个月（半精加工）；国外一般3~6个月（无余量加工）。
2铸造高温合金叶片 2.1 叶片材料 半个多世纪来，铸造涡轮叶片的承温能力从1940s年代的750℃左右提高到1990s年代的1700℃左右，应该说，这一巨大成就是叶片合金、铸造工艺、叶片设计和加工以及表面涂层各方面共同发展所作出的共同贡献。【007】
叶片用铸造高温合金如表2所示。北京航空材料研究所、钢铁研究总院、沈阳金属所是铸造高温合金的研制单位。
表2 国内叶片用铸造高温合金牌号及使用温度
合金牌号 组织特征 使用温度/℃ 特点及应用 K403;K405;K417G；K418; 等轴晶型 900~1000 1970s～1980s初期；满足了国内航空发动机叶片生产以铸造代锻造的技术升级需要。 K423;K441;K4002;K640
DZ4;DZ5;DZ417G;DZ22; DZ125;DZ125L; 定向凝固柱晶
型 1000~1050 1980s~1990s研制；使用温度提高约100℃；
DD3;DD4;DD6 单晶型 1050~1100 1990s～2000s研制； IC6(IC6A);IC10 金属间化合物型 1100~1150 1995~2000研制。
2005年，国内在一些新材料(如定向凝固高温合金、单晶高温合金、金属间化合物基高温合金等)的研制和应用上，也逐步跟上了世界先进水平的步伐。但是与之相关的材料性能数据较为缺乏，给材料应用、航空发动机选材与设计带来极大的困难。
2.2 制造技术 研制新型航空发动机是铸造高温合金发展的强大动力，而熔铸工艺的不断进步则是铸造高温台金发展的坚强后盾。回顾过去的半个世纪，对于高温合金 7
发展起着重要作用的熔铸工艺的革新有许多，而其中三个事件最为重要：真空熔炼技术的发明、熔模铸造工艺的发展和定向凝固技术的崛起。
真空熔炼技术。真空熔炼可显著降低高温合盒中有害于力学性能的杂质和气体含量，而且可以精确控制合金成分．使合金性能稳定。
熔模铸造工艺。国内外熔模铸造技术的发展使铸造叶片不断进步，从最初的实心叶片到空心叶片，从有加工余量叶片到无余量叶片，再到定向(单晶)空心无余量叶片，叶片的外形和内腔也越来越复杂；空心气冷叶片的出现既减轻了叶片重量，又提高了叶片的承温能力。
定向凝固技术。该技术的发展使铸造高温合金承温能力大幅度提高从承温能力最高的等轴晶合金到最高的第三代单晶合金，其承温能力约提高l50℃ 。
1990s年代之后，为满足新型发动机之需要，计算机数值模拟在合金成分设计和铸造工艺过程中的应用日趋增多。
在采用整体精密涡轮取代锻件组合工艺中，由于涡轮铸件几何形状复杂，断面尺寸大，采用普通铸造工艺的铸件，宏观晶粒粗大且不均匀，由此带来组织及性能的不一致性。此外铸造合金固有的较低屈服强度和疲劳性能，往往不能满足叶片设计要求。近年来，出现了“细晶铸造工艺”等技术，即利用铸型及浇铸温度控制、凝固过程中机械电磁叫板、旋转铸造以及加入形核剂等方法，实现晶粒细化的。
美国Howmet公司等用于细晶铸造制造叶片等转动件，常用合金为：In792、Mar-M247和In713C合金；导向叶片等静止件则多用IN718C、PWA1472、Rene220、及R55合金。
3超塑性成形钛合金叶片 3.1 叶片材料 目前，Ti6Al4V和Ti6Al2Sn4Zr2Mo及其他钛合金，是超塑性成形叶片等最为常用的钛合金。飞机发动机叶片等旋转件用钛合金及其特点如表3所示；罗尔斯-罗伊斯Trent900用钛合金叶片如图6所示。
表3 叶片等旋转件用钛合金及其特点 合金牌号 性能特点 使用温度
/℃ 费用
Ti 6-4 良好的拉伸性能、蠕变强度和疲劳强度高 ≤325℃ 100% Ti 6-2-4-6 在高温下有较高的强度 ≤450℃ 160%～170% Ti 6-2-4-2 良好的拉伸性能及蠕变强度 ≤540℃ 125%～130% IMI 834 拉伸性能、蠕变强度高；疲劳强度一般。 ≤600℃ 380%～400% 8
图6 罗尔斯-罗伊斯Trent900用钛合金叶片 对于CO2排放及全球石油资源枯竭的担心，促使人们提高飞机效率、降低飞机重量。尽管复合材料的应用有增长趋势，却有制造费用高、不能回收、高温性能较差等不足。钛合金仍将是飞机发动机叶片等超塑性成形部件的主要材料。
我国耐热钛合金开发和应用方面也落后于其他发达国家，英国的600℃ 高温钛合金IMI834 已正式应用于多种航空发动机，美国的Ti-1100也开始用于T55-712 改型发动机，而我国用于制造压气机盘、叶片的高温钛合金尚正在研制当中。其它像纤维增强钛基复合材料、抗燃烧钛合金、Ti-Al金属间化合物等虽都立项开展研究，但离实际应用还有一个过程。
3.2 制造技术 早在1970s，钛合金超塑性成形技术就在美国军用飞机和欧洲协和飞机中得到了应用。在随后的十年中，又开发了军用飞机骨架和发动机用新型超塑性钛合金和铝合金。
在军用飞机及先进的民用涡扇发动机叶片等，均用超塑性成形技术制造，并采用扩散连接组装。
4 新型材料叶片 4.1 碳纤维/钛合金复合材料叶片 美国通用公司生产的GE90-115B发动机，采用碳纤维聚合物叶身与钛合金叶片边缘，共有涡扇叶片22片，单重30~50磅，总重2000磅。能够提供最好的推重比，是目前最大的飞机喷气发动机叶片，用于波音777飞机。并将于2010年9月在美国纽约现代艺术馆展出。 9
图7 美国通用公司生产的GE90-115B发动机涡扇叶片 （共有22片，总重2000磅；采用碳纤维聚合物叶身与钛合金叶片边缘）
该材料叶片的制造工艺不详。
4.2金属间化合物叶片 尽管高温合金用于飞机发动机叶片已经50多年了，这些材料有优异的机械性能，材料研究人员，仍然在改进其性能，使设计工程师能够发展研制可在更高温度下工作的、效率更高的喷气发动机。不过，一种新型的金属间化合物材料正在浮现，它有可能彻底替代高温合金。
高温合金在高温工作下时会生成一种γ相，研究表明，这种相是使材料具有高温强度、抗蠕变性能和耐高温氧化的主要原因。因此，人们开始了金属间化合物材料的研究。
金属间化合物，密度只有高温合金一半，至少可以用于低压分段，用于取代高温合金。
2010年，美国通用公司、精密铸件公司等申请了一项由NASA支持的航空工业技术项目（AITP），通过验证和评定钛铝金属间化合物（TiAl，Ti-47Al-2Nb-2Cr，原子分数）以及现在用于低压涡轮叶片的高温合金，使其投入工业生产中。与镍基高温合金相比，TiAl金属间化合物的耐冲击性能较差；将通过疲劳试验等，将技术风险降至最低。
英国罗尔斯-罗伊斯公司，在1999年，也申请了一项γ相钛铝金属间化合物专利，该材料是由伯明翰大学承担研制的。这种材料可以满足未来军用和民用发动机性能目标的要求，可以用于制造从压缩机至燃烧室的部件，包括叶片。这种合金的牌号，由罗尔斯-罗伊斯公司定为: Ti-45-2-2-XD。