题目：航空发动机单晶叶片工艺可靠性研究

单晶合金是在定向凝固合金基础上发展起来的，具有优良的高温性能，广泛用于制造航空发动机涡轮叶片，使叶片的承温能力大幅提高。然而单晶涡轮叶片的制造工艺复杂，而我国尚处于起步阶段，制造技术不够成熟完善，工艺缺陷较多，叶片质量合格率较低，因此，迫切需要对单晶叶片开展工艺可靠性研究。

针对单晶叶片的制造工艺过程，对其工艺特点进行了深入分析，在此基础上实施了工艺FMECA工作。结果表明，单晶叶片制造工艺过程中的关键工序包括合金浇注、真空高温钎焊和固溶处理三道工序；关键工艺故障模式包括合金浇注过程中晶粒度和结晶取向，真空高温钎焊过程中的熔蚀和虚焊，以及固溶处理过程中的初熔组织和表面再结晶；其中表面再结晶的危害性最大。

针对单晶叶片生产过程中存在的一些工艺选用不合理或者工艺之间彼此不相容而导致的叶片生产质量问题，对其开展了工艺适应性与工艺相容性研究。首先从工艺适应性的角度分析了单晶叶片特种工艺方法选择的合理性，指出了生产工艺的不足之处；然后从工艺相容性的角度分析了铸型工艺缺陷与凝固件叶片铸造工艺缺陷的关系，以及单晶叶片制备过程中产生的残余应力与固溶处理时形成表面再结晶的关系；最后分析与总结了单晶叶片表面再结晶的产生机理与特点及其对性能的影响。

制造生产过程中存在的种种不稳定因素会导致产品的组织、形位和性能具有一定的离散性，因而工艺稳定性一直以来是工艺可靠性研究中亟待解决的一大问题。为有针对性地研究单晶叶片工艺稳定性问题，首先分析确定了单晶叶片的特征参数，包括组织参数、形位参数和性能参数；然后针对其中一些特征参数进行了稳定性研究；最后对单晶叶片形位和性能稳定性分析方法流程进行了总结，并对变异系数进行了改进。

为了使工序处于受控状态，提高工艺可靠性，满足单晶叶片的质量要求，需要对单晶叶片进行生产过程控制研究。首先对影响单晶叶片生产质量的5M1E因素进行了分析，然后对生产过程控制方法进行了研究；最后对单晶叶片生产工艺过程中检验工序的设置进行了改进，并提出了基于工艺FMECA的过程检验工序设置方法。