渦輪葉片是安裝在渦輪盤邊緣的徑向翼型，它產生的切向力使渦輪轉子旋轉。[2] 每個渦輪盤都有許多葉片。[3] 因此，它們用于燃氣渦輪發動機和蒸汽渦輪機。葉片負責從燃燒室產生的高溫高壓氣體中提取能量。渦輪葉片通常是燃氣渦輪機的限制部件。[4] 渦輪葉片的制造工藝復雜，通常涉及熔模鑄造或復合材料結構，具體取決于渦輪機的類型和所用材料。常用材料包括用于高溫應用的鎳基高溫合金和用于風力渦輪機葉片的玻璃纖維/環氧復合材料。該工藝包括制作模具、塑造葉片、可能添加內部結構以及進行表面處理以提高耐用性。


以下是制造流程的詳細介紹：
1. 材料選擇：


燃氣輪機葉片：
鎳基高溫合金通常因其耐高溫和高應力的特性而被選用。


2. 模具制作：
熔模鑄造：根據所需葉片的形狀制作蠟模。然后將其裝入陶瓷殼模中。


復合材料鋪層：對于復合材料葉片，模具是根據葉片設計制作的。


3. 葉片成型：
鑄造：
將熔融金屬倒入陶瓷模具中，冷卻凝固。


4. 內部結構和特征：
肋條和翼梁：
復合材料葉片通常會采用肋條和翼梁等內部結構來增加剛度和強度。


冷卻通道：
燃氣輪機葉片可能包含冷卻通道以進行熱管理。


5. 表面精加工：
熔模鑄造：
葉片可進行熱處理和機加工，以達到所需的表面光潔度和尺寸精度。


復合材料葉片：


表面精加工，包括打磨和拋光，用于改善葉片的氣動外形。


6. 質量控制：


無損檢測：


使用X射線和超聲波檢測等技術對葉片進行檢查，以識別任何內部缺陷。


尺寸檢查
仔細驗證葉片尺寸，以確保其符合設計規格。


7. 總裝：


燃氣輪機：葉片安裝在渦輪轉子上。


總而言之，渦輪葉片的制造是一個復雜的過程，需要精密的工程設計、先進的材料和嚴格的質量控制，以確保最佳性能和使用壽命。