涡轮叶片是安装在涡轮盘边缘的径向翼型，它产生的切向力使涡轮转子旋转。[2] 每个涡轮盘都有许多叶片。[3] 因此，它们用于燃气涡轮发动机和蒸汽涡轮机。叶片负责从燃烧室产生的高温高压气体中提取能量。涡轮叶片通常是燃气涡轮机的限制部件。[4] 涡轮叶片的制造工艺复杂，通常涉及熔模铸造或复合材料结构，具体取决于涡轮机的类型和所用材料。常用材料包括用于高温应用的镍基高温合金和用于风力涡轮机叶片的玻璃纤维/环氧复合材料。该工艺包括制作模具、塑造叶片、可能添加内部结构以及进行表面处理以提高耐用性。


以下是制造流程的详细介绍：
1. 材料选择：


燃气轮机叶片：
镍基高温合金通常因其耐高温和高应力的特性而被选用。


2. 模具制作：
熔模铸造：根据所需叶片的形状制作蜡模。然后将其装入陶瓷壳模中。


复合材料铺层：对于复合材料叶片，模具是根据叶片设计制作的。


3. 叶片成型：
铸造：
将熔融金属倒入陶瓷模具中，冷却凝固。


4. 内部结构和特征：
肋条和翼梁：
复合材料叶片通常会采用肋条和翼梁等内部结构来增加刚度和强度。


冷却通道：
燃气轮机叶片可能包含冷却通道以进行热管理。


5. 表面精加工：
熔模铸造：
叶片可进行热处理和机加工，以达到所需的表面光洁度和尺寸精度。


复合材料叶片：


表面精加工，包括打磨和抛光，用于改善叶片的气动外形。


6. 质量控制：


无损检测：


使用X射线和超声波检测等技术对叶片进行检查，以识别任何内部缺陷。


尺寸检查
仔细验证叶片尺寸，以确保其符合设计规格。


7. 总装：


燃气轮机：叶片安装在涡轮转子上。


总而言之，涡轮叶片的制造是一个复杂的过程，需要精密的工程设计、先进的材料和严格的质量控制，以确保最佳性能和使用寿命。