《航空发动机钛合金叶片制造技术及失效分析》
在该书的5.4.3章节中，详细描述了一种按四代航发标准设计的国产“先进发动机”，其关键设计特征——钛合金整体叶盘多次爆破事故的现象和原因分析。
裡面大爆料 中國搞的五代發動機 多次發生爆炸 應該是確定黃了 所以J-20只好用太行
裡面也說中國大量引進西方技術 但是沒辦法吸收 所以中國就是用造3;4代發動機的技術
去做五代發動機
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中国四代航发连续炸机，副总工：七成管理体制落后，三成技术落后
20小时前
候知健
最先进航发，全新结构、材料、工艺，首次试制，多次爆破炸机......
“......故障调查过程中发现管理失误占的比例较大，技术难度占的比例较小，基本上是7：3，即管理占7，技术占3。从目前发动机研制暴露的问题来看，加强技术管理工作，迫在眉睫，刻不容缓。”
——刘庆瑔，中国航发叶片生产基地前副总工程师
一：新发动机关键结构采用西方第四代发动机标准，看齐F119
图：F119，国产新型发动机虽然以它为参照，但目前公开信息看，各方面差距甚远。比如虽然也学习F119采用整体叶盘，但占全机的比例要远低于F119
在2018年9月公开出版、全国新华书店发行的《航空发动机钛合金叶片制造技术及失效分析》一书（以下简称《叶片》）中，作者是刘庆瑔老先生，退休前曾是贵州新艺机械厂（国内钛合金叶片生产基地）的副总工程师，退休后被返聘，至今依然在参与新机研制工作。
在该书的5.4.3章节中，详细描述了一种按四代航发标准设计的国产“先进发动机”，其关键设计特征——钛合金整体叶盘多次爆破事故的现象和原因分析。
刘庆瑔老先生并未指明这种发动机的型号。我在本文中也不去猜测这玩意叫什么名字，只是将书中内容简要在本文中总结，并添加各种图片和文字叙述，帮助各位读者理解相关的概念。
国产“先进发动机”为什么要采用整体叶盘设计？
传统的发动机设计上，叶片和盘件之间，是通过榫头和榫槽进行连接、并以锁紧装置进行固定的。这种设计不可避免要带来大量的额外死重，而且由于榫头间隙要形成气流损失，它对于发动机叶片的气动效率也会形成明显破坏。
图：CFM56-7B发动机的风扇叶片，采用了典型的榫槽连接设计
https://inews.gtimg.com/newsapp_bt/0/13007967007/641
图：单独的盘件，注意外侧的榫槽
图：装在发动机上，但尚未安装叶片的盘件
图：注意发动机叶片底部的榫头结构
而通过设计制造技术的跨代突破，叶片和盘件直接以一个整体被生产出来，就能大大减轻重量、提升气动性能。比如F119和EJ200在上大量采用了整体叶盘结构，全机重量减轻了20%-30%，效率提高5%-10%，零件的数量减少50%以上。
图：整体叶盘
https://inews.gtimg.com/newsapp_bt/0/13007967013/641
从国外发动机的研发和改进规律看，发动机的推重比要从7~8提升到10，整体叶盘设计是无法绕过的核心环节之一，因此它也是第四代、第五代发动机的关键特征。
这就是为什么国产“先进发动机”，必须要采用这一设计。
二：国产“先进发动机”，连续多次出现整体叶盘的断裂甚至是爆破
关于国产“先进发动机”的整体叶盘失效问题，《叶片》一书中多处提及。在432-433页中，有一段简要介绍
“在新研制的某型发动机上，用该合金制造的整体叶盘，曾发生多次爆破，整个结构件碎成数十块，爆破的原因尚不清楚。”
这个该合金，指的是TC17钛合金；书中1037页，对其做了简单的介绍：“TC17钛合金是从国外引进的新材料，（相近牌号为Ti-17）”。即TC-17为仿美国Ti-17牌号的材料，名义成分是Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr。
在5.4.3章节中，《叶片》一书给出了其中两起事故（分别编号案例15、案例16）的详细描述和分析，以及初步的事故原因分析和预防建议。
案例15中，发动机在进行第一级、第二级风扇叶盘的性能测试时，突然发出爆响，润滑油起火，叶盘严重破碎，试验被迫中止，事故后累积搜集碎片182枚，打伤大量其他零部件和实验装置。
图：案例15的第一级叶盘
图：案例15的第二级叶盘
案例16中，第一级风扇叶盘在发动机台架试车时，第三次启动中突然爆破，碎片直接击穿发动机的机匣后从两侧飞出，伴随巨大火光和噪声。故障发生时，发动机转速9890转/分，总共工作13小时4分。
图：案例16的整体叶盘
三：比起技术问题，体制水平和管理效率是最严重弱点
根据《叶片》一书的叙述，至少到2018年夏秋该书截稿时，国产“先进发动机”整体叶盘爆破的深层原因，依然没有查清。但即使是在已经找出来的问题上，这两次事故中体现的研发管理水平，也存在非常巨大的缺陷：
案例15中，两级风扇叶片的制造工艺和检验标准，都出现了缺少实验依据、缺少完备的更改程序、缺少批准手续的前提下，多处更改制造工艺和降低检验标准的情况。
比如被更改的工艺就涉及锻造、热处理等多个环节。降低检验标准的情况，包括超声波检验、腐蚀检验。更离谱的是，竟然包括完全漏掉了测氢和除氢工序（钛合金加工中极易吸氢变得发脆，这是基本行业常识），规定的X射线检验也没做。
图：蓝色腐蚀后，钛合金样件表面呈现蓝色，金属组织的不同区域会形成色泽深浅不一的表面氧化膜，黑圈中就是典型的夹渣缺陷，带有此种缺陷的原料不能用于钛合金航发叶片制造
图：蓝色腐蚀下，钛合金的α相偏析（一类内部化学成分和组织分布不均匀的现象）也暴露的非常明显。传统的普通硝酸/氢氟酸缺陷检查工艺，很难检测此类缺陷
这些问题根本和能力无关——比如叶片没有进行先进的蓝色腐蚀检验。法国施奈克玛在90年代，就向国内提供了这一技术的完整工艺流程和检验标准。而且整个叶盘的加工质量较差——设计上也有相关疏漏，比如排污孔的设计图样没有提出明确的加工要求。
由于“质量检验项目不齐全，检验标准随意更改，检验方法不规范，导致质量检验有误、漏检，原始记录不齐全，无可追溯性，给失效分析造成很大的困难”。
图：案例16中部分不合格的制造缺陷
案例16的情况与案例15基本类似，但离谱程度甚至有过之而无不及。
图：等温锻造，特点在于锻造过程中，模具也会被加热，以保持和锻胚同样恒定的温度；锻造缺陷少，产品性能高。缺点是模具需要用铸造高温合金来做，材料昂贵且难以加工，成本非常高，此外还需要模具加热设备和温度控制系统。如果把这种模具换成普通锻造模具，中间能差出来的钱......
叶盘的毛坯由江苏某厂锻造，按设计要求本应采用等温锻造工艺，生产方居然偷工减料到采用了普通的模锻工艺，金属内部组织形态/分布和整体的断裂韧度，完全达不到要求，锻造缺陷明显。锻造后毛坯的机加工过程，被分包给了一家德阳的民营企业，表面加工粗糙，刀痕明显并形成裂纹。
结语：
国内从90年代后期开始，就转产法国施奈克玛的CFM56-7B压气机叶片；近些年来一直保持着年产量十几万片的水平，服役在全球各地，从没听说过这么多匪夷所思的管理事故。
但凡能把施奈克玛转移给国内的的流程管理制度、检验工艺给用上——哪怕它只是三代发动机水平的标准，都绝不至于把事情搞成这个样子。
但怎么最后的结果，恰恰是摆脱了国外企业资本主义风格下的严格验收和苛刻索赔的制约之后，在给自己国家研发最新型发动机时，在质量控制上完全放飞自我了呢？
真正制约中国发动机水平进步的，从来都不是国外的技术封锁，也不是所谓的投入不足，就是管理问题、体制问题。
