钛合金是一种重要的新型结构材料，具有强度高、耐蚀性好、耐热性强等特点。钛合金主要用于飞机及发动机的制造材料，如锻造钛风扇、压气机盘和叶片、发动机罩、排气装置等零件以及飞机的大梁隔框等结构框架件。
俄罗斯VSMPO-AVISMA公司与英国罗尔斯·罗伊斯公司(简称罗罗公司)签订了3.0亿美元的合同，向罗罗公司供应各类钛加工材及半成品，主要包括钛合金盘件、环件等，合同有效期将至2025年。
在现代先进的航空发动机中，高温合金材料用量占发动机总量的40%-60%。在航空发动机上，高温合金主要用于燃烧室、导向叶片、涡轮叶片和涡轮盘四大热段零部件，其中铸造高温合金主要用于导向叶片和涡轮叶片，粉末冶金高温合金主要用于涡轮盘，变形高温合金主要用于燃烧室；此外，高温合金还用于机匣、环件、加力燃烧室和尾喷口等部件。
涡扇发动机要达到更大推力、更低的油耗，首要的是提高增压比、提高热效率，涡轮前温度是衡量热效率的一个重要指标，对材料的承温能力要求也因此逐渐提高。为满足材料承温能力和力学性能的要求，高温合金在成分和工艺上不断研发改善，已经经历了从等轴晶，到柱状晶，再到单晶的发展历程。
目前，全球每年消费高温合金材料近28 万吨，市场规模达100 亿美元。全球范围内能够生产航空航天用高温合金的企业不超过50 家，主要集中在美国、俄罗斯、英国、法国、德国、日本和中国。发达国家一般将涉及航空航天应用领域的高温合金产品作为战略军事物资，很少出口。
英国的铸造合金技术世界领先，代表性的是国际镍公司的Nimocast 合金，后来罗罗公司又研制了定向凝固和单晶合金SRR99、SRR2000 和SRR2060 等，其研制的高温合金主要用在航空发动机制造方面。
特殊钢
特殊钢可依需求用在航空发动机低压转子的轮盘和叶片上，对于应用条件较好的发动机，高压转子的轮盘和叶片可用耐热钢制造。发动机的前机匣也可用钢或钛合金制造。
宝钢特材成功冶炼供罗罗公司的发动机材料用钢，各项性能指标均满足用户要求。宝钢特钢先后通过了罗罗公司的质量管理体系审核，产品、技术的评审，现场危害性评估检查的改进和完善，已成功成为英国罗罗公司的合格供应商名录中的一员。
复合材料
尽管罗罗认为其空心钛风扇叶片仍然具有竞争力，但随着风扇直径的日益增大和材料经济性不断提升，“是时候使用复合材料风扇了”，新材料的使用预计会让每台发动机的重量减轻750磅。UltraFan发动机还将采用可变距叶片技术，新型超薄短舱设计等全新技术。UltraFan发动机中压涡轮的旋转部件将采用钛铝合金材料，而燃烧室喷嘴等静止部件将采用陶瓷基复合材料(CMC)。
其实早在2008年，罗尔斯·罗伊斯公司就开始布局复合材料在航空发动机上的应用研发，它和 GKN Aerospace 公司成立了一家合资公司，研发复合材料在航空发动机风扇叶片中的应用。
罗罗公司的“Advance”和“UltraFan”发动机将采用碳纤维/钛风扇叶片，同时在高温组件中使用陶瓷基复合材料。
去年（2014年），罗罗公司应用于Advance 和UltraFan发动机的碳钛合金复合材料风扇叶片进行了首次装机试飞，标志着该项目达到又一里程碑。在位于美国亚利桑那州图森市的罗罗747飞行试验台上，碳钛合金风扇叶片机组首次在遄达1000 “供体”发动机上装机试飞。
罗罗公司新工艺探索——3D打印
ALM技术俗称3D打印技术，以数字模型文件为基础，通过电子束将金属粉末融化，并严格的一层一层地按照蓝本构造成复杂的形状。它主要用在工业建设中较小的部分。然而，罗·罗已经使用“未来的项目和技术”来“建立更大的组件”，艾伦·纽比首席工程师说。“这是一个提升我们未来竞争力的关键技术，”他说。“我们发展得很快，技术有很多潜力”。
罗罗公司早就透露，准备利用3D打印技术制造其喷气式发动机的零部件，以加快生产速度并制造更多轻型零部件。
2015年，罗罗公司通过与英国制造技术中心（MTC）所属的新国家増材制造中心合作，利用3D打印出了有史以来首个最大的民用航空发动机组件。该公司打印的组件是遄达XWB-97发动机的前轴承，使用钛合金，直径1.5米长——大小类似于拖拉机轮胎。该组件不是整体的，包含的48个气动形状的叶片组件也是采用増材制造技术。参与该项目的还有谢菲尔德大学和3D打印专家Arcam公司。Arcam公司的电子束的仪器被用于生产叶片。MTC对钛粉进行分析，结果可供在组装之前评估组件的完整性，这对于了解如何回收钛粉和如果识别工艺过程中的缺陷有重要意义。
罗罗公司供应链——40天引擎计划
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一个航空发动机需要数十万个零件，每天这些零件从世界各国生产出来，运输到生产线进行总装，而其中任何一个零件的缺货、任何一条生产线的失误，都可能让这个集团的生产处于停滞状态。据悉，罗罗公司每年要投入55亿英镑来改造供应链，并且在未来几年，罗罗甚至计划把供应链每年的投资提高到80亿英镑。
目前，罗罗的供应商网络由全球70个国家的8000多家供应商组成。在航空制造业这样一个高端精益化生产的行业，罗罗是如何顺应市场改造它庞大的供应链？知名的罗罗“40天引擎计划”又是什么呢？
2000年，罗罗发动了40天引擎计划，顾名思义，就是让客户从下发订单到接收货物只需要40天。这看起来有点不可思议，毕竟在当时，订单的交货周期有260天，甚至一年半之长但是这一切确实在改变着。
1 缩短交付时间
“40天引擎计划”要求供应商尽可能压缩交货时间;对内，它则重新组织了生产流程。简而言之，就是让采购、运输、生产集成和发货等部门彼此沟通，达到无缝连接。
罗罗从一个引擎的设计源头开始就减少零件和生产流程，以求压缩直接供应商的数量。这样的好处是可以给予每一家供应商更大的采购额，帮助它们用规模效益来为罗罗提供更低廉的价格和更完善的服务。
2 精选供应商
罗罗与8000多家生产和非生产性供应商以及多家战略合作伙伴有业务往来，向他们购买所有东西，从工厂铸型和铸造成品部件所用的原材料，到加工部件和成品部件、压缩机、变速箱、电气系统和传感器等等。为保证业务的正常开展，罗罗还购买了多种多样的服务，从物流和运输，到IT支持和设施管理等。其产品制造成本中，约70%用于购买全球供应商的产品和服务。
但是供应商并非多多益善。对于每个新的发动机项目，罗罗要挑选约100家公司作为直接供应商——在大约十年前，该数字一度达到了250家左右。压缩供应商的好处显而易见。一是供应链过于繁杂会影响到交付效率，此外，更少的供应商可以让罗罗能够密切把控其生产速度和质量。
在不同的部件上，罗罗超越传统的采购视野，分别采用了寻找与供应商的共同利益采购策略(与川崎重工的利益共享)，改变优化需求性质采购策略(关注新兴创新替代产品)，推动供应商竞争和提升采购策略(成发的供应商的自我提升)，这些比单纯的战略采购更加有效。
3 信息流追踪
庞大的销售网络也随之带给罗罗一个新的难题：在快速响应客户需求之后，客户更关心的问题在于，如何实时追踪自己订购的产品?
随着客户提出越来越高的需求，罗罗意识到改善信息流迫在眉睫。最终罗罗启动SAP作为供应链管理系统，简单而言，它的作用是让生产、供应、销售整合到同一个信息平台上，彼此之间可以完全看到对方信息。
具体而言，罗罗的信息平台上设立了一个订单管理中心，供应商输入交货日期、交货数量等，罗罗在世界各地的工厂和生产线就能同享这些信息，并且妥善安排组装计划。更重要的是，完善的信息平台让罗罗的库存降至最低，这意味着可以腾挪出更多的现金;同时即时追踪货物也可以提高交付速度，从而让罗罗的销售人员更快从客户手中收回货款，大幅改善了罗罗的现金流。
尾声
大家对梦想飞机空客A380想必都十分熟悉，而A380使用的就是罗尔斯-罗伊斯Trent900系列发动机。每架飞机配备四台发动机，分别位列两个机翼下面。
文章的最后，新材料在线小编再列举几条关于这款发动机的“八卦”，希望让大家更直观的了解航空发动机，了解罗罗公司给世界航空史做出的伟大贡献。
Trent 是一条河的名字，其实罗尔斯-罗伊斯公司的发动机系列基本上都是用河流命名。
一个罗尔斯-罗伊斯Trent系列发动机的造价相当于500辆私家车，但是提供的马力却超过了950辆私家车。
Trent发动机里面的涡轮扇叶在飞机起飞时，每个叶片要承受1000吨的负载，相当于每个叶片上面挂着一辆货运火车。
Trent 900 发动机中的最高温度是太阳表面温度的一半。
Trent 900 发动机的压气机气压比是1:39。也就是说，如果飞机在地面附近飞行的时候，发动机中压气机后面的压力是39个大气压，39大气压相当于海底400米左右的压力。而你家炖肉的高压锅一般是两个大气压哦。
当A380飞行时，它翅膀下的每台发动机的进气量相当于16万人在同时呼吸。
你如果想从北京去巴黎，乘坐空客A380和开汽车所用的燃油量基本相同，可是A380却快多了。
来自新材料在线
发表于 2015-10-14 11:48
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