航空發(fā)動(dòng)機(jī)被譽(yù)為現(xiàn)代工業(yè)的“皇冠上的明珠”,尤其以渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)（簡(jiǎn)稱(chēng)渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)）為最，目前世界上先進(jìn)的大型客機(jī)和高性能戰(zhàn)斗機(jī)均采用渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)，是國(guó)家綜合實(shí)力的重要標(biāo)志之一。要提高渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的性能就必須提升其關(guān)鍵部件——渦輪葉片的性能。渦輪葉片由于處于溫度最高、應(yīng)力最復(fù)雜、環(huán)境最?lèi)毫拥牟课欢涣袨榈谝魂P(guān)鍵件，這也是目前國(guó)內(nèi)航空發(fā)動(dòng)機(jī)工業(yè)最大的軟肋之一。

渦輪葉片是渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)中工作條件最?lèi)毫拥牟考?，又是最重要的轉(zhuǎn)動(dòng)部件。在航空發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件中，渦輪葉片承受發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)、停車(chē)循環(huán)的高溫燃?xì)鉀_刷、溫度交變，轉(zhuǎn)子葉片受高轉(zhuǎn)速下的離心力作用，要求材料在高溫下具有一定蠕變強(qiáng)度、熱機(jī)械疲勞強(qiáng)度、抗硫化介質(zhì)腐蝕等。渦輪葉片的性能水平(特別是承溫能力)成為一種型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)先進(jìn)程度的重要標(biāo)志,從某種意義上說(shuō)，未來(lái)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的鑄造工藝直接決定了發(fā)動(dòng)機(jī)的性能 ,也是一個(gè)國(guó)家航空工業(yè)水平的顯著標(biāo)志。因此，渦輪葉片材料要具有足夠的高溫拉伸強(qiáng)度、持久強(qiáng)度和蠕變強(qiáng)度，要有良好的疲勞強(qiáng)度及抗氧化、耐燃?xì)飧g性能和適當(dāng)?shù)乃苄浴４送?，還要求長(zhǎng)期組織穩(wěn)定性、良好的抗沖擊強(qiáng)度、可鑄性及較低的密度。

燃機(jī)功率的不斷提高,是靠提高透平進(jìn)氣溫度來(lái)實(shí)現(xiàn)的, 需要采用承溫能力愈來(lái)愈高的先進(jìn)葉片。除了高溫條件,熱端葉片的工作環(huán)境還處在高壓、高負(fù)荷、高震動(dòng)、高腐蝕的極端狀態(tài), 因而要求葉片具有極高的綜合性能,這就需要葉片采用特殊的合金材料(高溫合金),利用特殊的制造工藝(精密鑄造加定向凝固)制成特殊的基體組織(單晶組織), 才能最大可能地滿(mǎn)足需要。復(fù)雜單晶空心渦輪葉片已經(jīng)成為當(dāng)前高推重比發(fā)動(dòng)機(jī)的核心技術(shù),正是先進(jìn)單晶合金材料的研究使用和雙層壁超氣冷單晶葉片制造技術(shù)的出現(xiàn), 使單晶制備技術(shù)在當(dāng)今最先進(jìn)的軍用和商用航空發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)揮關(guān)鍵作用。目前, 單晶葉片不僅早已安裝在所有先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)上,也越來(lái)也多地用在了重型燃?xì)廨啓C(jī)上。

渦輪葉片的發(fā)展經(jīng)歷了細(xì)晶強(qiáng)化、定向凝固和鑄造單晶三個(gè)階段。渦輪葉片的承溫能力從上世紀(jì) 40 年代的 750℃提高到了 90 年代的 1500℃左右再到目前的2000℃左右。以美國(guó)F119 發(fā)動(dòng)機(jī)（美國(guó)F22猛禽戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)）為例，渦輪前溫度高達(dá) 1900~2050℃，傳統(tǒng)工藝鑄造的渦輪葉片根本無(wú)法承受如此高的溫度，甚至?xí)蝗刍?，無(wú)法有效地工作。單晶渦輪葉片成功解決了發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片耐高溫的問(wèn)題，單晶渦輪葉片優(yōu)異的耐高溫性能主要取決于整個(gè)葉片只有一個(gè)晶體，從而消除了等軸晶和定向結(jié)晶葉片多晶體結(jié)構(gòu)造成晶界間在高溫性能方面的缺陷。

單晶渦輪葉片是目前航空發(fā)動(dòng)機(jī)所有零件中制造工序最多、周期最長(zhǎng)、合格率最低、國(guó)外封鎖和壟斷最為嚴(yán)格的發(fā)動(dòng)機(jī)零件。制造單晶渦輪葉片的工序包括壓芯、修芯、型芯燒結(jié)、型芯檢驗(yàn)、型芯與外型模具的匹配、蠟?zāi)鹤?、蠟?zāi) 光檢驗(yàn)、蠟?zāi)１诤駲z測(cè)、蠟?zāi)Ｐ拚⑾災(zāi)＝M合、引晶系統(tǒng)系統(tǒng)及澆冒口組合、涂料撤砂、殼型干燥、殼型脫蠟、殼型焙燒、葉片澆注、單晶凝固、清殼吹砂、初檢、熒光檢查、脫芯、打磨、弦寬測(cè)量、葉片X 光檢查、X 光底片檢查、型面檢查、精修葉片、葉片壁厚檢測(cè)、終檢等制造環(huán)節(jié)。

目前世界上只有美國(guó)、俄羅斯、英國(guó)、法國(guó)、中國(guó)等少數(shù)幾個(gè)國(guó)家能夠制造單晶渦輪葉片。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)在單晶渦輪葉片制造方面也取得了較大的進(jìn)步。

2016年4月，成都航宇超合金技術(shù)有限公司在成都召開(kāi)產(chǎn)品發(fā)布會(huì)。發(fā)布了兩款具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的超高溫合金和單晶葉片。根據(jù)國(guó)際權(quán)威第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)美國(guó)麥錫金屬處理技術(shù)服務(wù)有限公司（IMR）出具的檢測(cè)報(bào)告表明，航宇公司送檢的單晶葉片在高溫拉伸性能、高溫持久性能、宏觀(guān)金相、顯微組織等方面的測(cè)試結(jié)果均符合歐美標(biāo)準(zhǔn)。這一成績(jī)也使航宇成為國(guó)內(nèi)首家單晶葉片成品率達(dá)到量產(chǎn)水準(zhǔn)的企業(yè)。