國產的飛機發動機渦輪葉片比國外的差在哪裡？
希望有工程師來回答。謝謝
終於遇到問高溫合金的了，本人是中國科學院的，在師昌緒先生創立的組裡讀研究生。
材料方面完全沒有問題，在各種力學性能中，我們的試樣已經超過外國同行了，原因一方面是技術進步，雜質元素降低，另一方面，成分優化也能提高強度。我們的工藝也不落後，在雀斑等缺陷的控制上也超越了外國同行。單晶葉片製備中，高水平的論文基本上也是國內在搞了。
但是材料還不能最終決定航空發動機性能，目前國內在發動機控制系統上還差得遠，一方面是技術積累不夠，另一方面是能做出成績的都跑國外去了。在葉片上，除了各種性能參數外，還有一個重要的問題是蠕變，在高溫高應力下，葉片會變長，這是國內一個無法解決的問題。航空發動機在一萬到三萬轉每分鐘的情況下運行，動平衡是需要很高精度的。國內目前的問題是，每個葉片進入蠕變各階段的先後順序不一致，蠕變速度也不一致，這就導致葉片還都不到壽命，結果發動機震動過於劇烈無法使用了。目前反觀進口的發電用燃氣輪機葉片（軍機我看不到），許多葉片都是帶有雀斑之類缺陷的，卻能保證在設計時間內完美運行，目前有老師猜測，可能缺陷也是國外的一種控制方式。當然，這個問題的解決方法國外對我們保密，研究組也對學生保密。無法得知更多了。
update：
最近翻到一些早期申請單晶高溫合金渦輪葉片項目的展板。提到目前存在急需解決的問題，不得不說，我們是世界第二個造出空心渦輪葉片的，僅次於美國，但是由於不久趕上十年文革，導致我國至今先進發動機需要進口，不得不說遺憾。上邊的回答實在太局限，特意補充一番。
1. 單晶葉片檢測合格標準，這是我上邊沒提到的，說實在的寫這個回答的時候我都不知道這個。工業生產的葉片不可能完全一致，資源有限不能苛刻要求精度，必須研究得出允許的偏差極限是什麼，這個東西可真是只能自己研究，測量外國人的葉片也得不到。精度高的葉片自然性能好，但是這種葉片只能是發展趨勢，渦輪盤上一圈葉片就有幾十個，造不出那麼多葉片對於發動機而言是沒用的。
2. 服役過程中的退化機制與控制方法，這是我上邊提到的，但是還不完全。除了蠕變這種失效之外，渦輪葉片的工作溫度已經在1000攝氏度以上，在這個溫度下會發生一系列的氧化、有害相析出等問題，海洋環境下還存在熔鹽腐蝕的問題，而高溫合金本身是十幾種元素的混合物，進行理論的研究還真是不可能。意味著要燒錢做一大堆試驗，而且很多實驗的結論都是這個方法不能用，國家看起來不是很願意在這種項目上投資。
一個例子是之前太行發動機的報道說，沈飛把太行和進口發動機裝在同一架飛機上上天測試給領導展示，結果半路熄火了。看過BBC紀錄片就知道，歐美研製航空發動機的時候要進行大量地面試車，還要模擬吸鳥、雨霧等惡劣工況，可想而知，估計這次試驗之前地面試車都沒能穩定運行，但是地面試車畢竟領導看不出有啥意義不給撥款，於是聰明的包工頭想出了報道中的方法。
3.成套的製造設備和熟練的工人。這個恐怕是國內普遍存在的問題了，目前實驗用的設備很多都是進口的，可是這些設備進口時就明確要求了不可用于軍事用途，民航要求更加嚴格，沒有軍機做大量的試驗，誰也不敢讓零件上民航。目前都是一幫研究生在做，做實驗可以但是大規模使用國家也沒那麼多學生，但是精密鑄造葉片對工人的操作要求苛刻，國內的待遇又無法吸引普通學歷的工人盡職盡責。
一和三又涉及到保密的問題，國家的態度是寧可用可靠庸人，也不用不可靠的高人，結局就是不管RR，GE還是普惠，研究團隊里都有華裔的骨幹。。。
研究生期間做過戰機的高溫合金零件外加康明斯的渦輪增壓葉片，隔壁單位就是做單晶葉片的，全國僅此一家貼「免檢」標籤的。
技術上國內外差距不大，簡而言之吧，你去國內任何一家博物館，那些大號的青銅器，幾千年了用的都是這個技術。兩個月，技術分分鐘拿下。
製造工藝就是熔模鑄造，我見到的基本是上世紀末引進的國外技術，真說差別的話，感覺不到。牛叉設備一個不缺。可能，我們還在一些方面走在了前面（溫度監控，微觀組織數值模擬等）。
工藝上國內熔模鑄造也就清華，哈工大，西工大，北京621，搞的人比較多。西工大有院士，621有錢，哈工大搞的不給力，當然，清華團隊平台有，項目多，但人太少（屈指可數），近幾年成果也不多。上交這幾年投了1000萬，這是要勃起的節奏啊。翻滾吧，小牛寶寶。
總結2點吧，主要還是冶煉技術不過觀，材料原料本身不合格，巧婦難為無米炊。再加上，製造產品合格率較低，30%？了不得了（康明斯要90%以上）。國內自動化程度不高，工人的精益生產意識不強，康明斯的車間完爆國內軍工廠幾條街吧。想想，這就是差距吧。
去年，那家單晶葉片老大，停產整頓。前年，師昌緒拿了國家最高科技進步獎，靠的就是高溫合金。
總之，材料不合格，生產過程中從業人員沒有精益求精的態度，造成產品合格率不高的尷尬。
希望從業者嚴把質量觀，也許，我們的差距不是技術上的，而僅僅是理念上的^_^
A typical Rolls-Royce HP Turbine blade.
渦輪葉片材料一般為高溫合金，就由於鑄造方式造成的金屬金相差異，可分為單晶葉片，定向結晶葉片和普通葉片。
而高壓渦輪葉片由於所處溫度最高，內部冷卻結構複雜，鑄造難度本身就非常大，國外先進公司早已經擁有非常成熟的工藝，把這種複雜的結構鑄造為單晶葉片(一個葉片就是一粒晶體，內部沒有任何晶界，耐高溫，力學性能好)。
國內的渦輪葉片技術水平不是非常了解，但應該差距主要在鑄造工藝上。（可能）無法鑄造出完美複雜結構的單晶葉片，這樣渦輪前溫度只能大大受限，從而限制了發動機性能和效率的提高。而即使達到相同的渦輪前溫度，有缺陷的或者冷卻不充分的渦輪葉片壽命會大打折扣。
渦輪葉片內部的流通結構由蠟模精鑄，冷卻孔通過激光或者EDM加工。
除此以外，目前新的發動機渦輪葉片上有先進的陶瓷塗層（見頂圖），可以進一步提高渦輪前溫度，不清楚國內是否掌握該技術。
找圖片時順便找到了一篇不錯的Gas turbine technology介紹：
http://www.rolls-royce.com/Images/gasturbines_tcm92-4977.pdf
圖片來源：
Pacific Piano Performance Posts
Dr Abhijit Guha
看了這麼多高票答案，有隻談國外怎麼的，有隻談單晶或者定向凝固原理的，有隻談國內實驗室怎麼怎麼的。大多數都在書上可以找到（在這裡向感興趣的人推薦劍橋大學出版的《the superalloys fundamentals and applications》，這本書正在由金屬所翻譯，個人感覺講這個答案再適合不過，既有高溫合金原理和強化機制，後三章分別講渦輪盤製備、單晶葉片製備以及塗層技術。）可別忘了，發動機量產是在工廠。中國現在發動機工廠做大型的單晶葉片成品率有20%嗎？ge和羅羅低過80%嗎？中國現在實際做定向凝固葉片多還是單晶葉片多？
簡單來說，是我們國家的材料和製造工藝不夠發達。渦輪發動機的葉片材料要求在高溫狀態下依然保持優秀的強度、剛度等。現在的國產發動機在性能指標上已經很接近美俄了，但是壽命很短。運行一兩百小時左右就會發生葉片斷裂。
我覺得吧，熱端的差距也就那麼回事，大的差距在冷端上。航空發動機是系統工程，不能光盯著一個部件。
搞出逆天的熱端比如XF5-1，號曰渦前溫度1600℃，性能也就那麼回事；F414也好，M88也好，EJ200也好，都沒它高，但性能不知高到哪裡去了。當然這不是說熱端不重要，只是我認為這個差距不是決定性的，同樣的渦前溫度，造出來的發動機性能也可以差一個檔次。
壓氣機的葉片/葉盤那麼多級，在保持性能不變的情況下，少一級，或者葉片輕10%，整個發動機推重比就上一個檔次。冷端部件不需要耐高溫，造起來比熱端要容易，設計能力的差距應該是主要的。
據我所知無餘量精密鑄造的渦輪葉片表面是不允許加工的（打冷卻氣孔除外），不存在五軸啊什麼的加工，只有榫頭和緣板需加工。最多像三坐標檢測出表面有高點的，輕微拋修下，辦個不合格品審理單（天朝的特點），不過拋修過得葉片破壞了表面的保護層，影響使用壽命。。。
我覺得國內在材料加工領域並不弱吧，畢竟燃料濃縮用的離心渦輪轉速可以達到十幾萬轉，而且以及工業化生產了。在上氣實習的時候見過葉片生產方式，和西門子同工藝，無錫的透平葉片廠生產的透平葉片也能滿足阿爾斯通，西門子，通用的要求，針對民用領域，材料學最近也一直在放大招，材料上的研究並不比國外差多少，差距最大的在於生產工藝，裝配工藝，以及在一些不起眼的關鍵部件上，比如高端軸承這些。畢竟渦輪渦扇發動機是一個水桶效應是機器
軍用發動機葉片要求比民用的還是高了不少的，畢竟轉速上基本是民用的好幾倍，那麼大的拉應力，高溫下的高溫蠕變，以及晶間腐蝕(這個應該是基礎研究不太夠吧)軍工的生產效率還是底下的。
前面很多的提到了比如核心機，核心機和國外有差距，即使比國外好，推力什麼的也差了一些。比如高溫蠕變這些，就像某人說過的，同爐同工藝的材料製作，應該能解決蠕變速率不一的問題。
一致性不好,可能國外的解決方法很簡單,在同一條件下一次生產一個渦輪盤的所有葉片,並且保證只有這一批次的可以裝在同一個渦輪盤上！這樣可以消除不同批次生產造成成分差異,結晶過程微小的差異帶來最終的蠕變差異,剩下一批如何保證全合格?一爐一爐燒,一爐一爐分析原因,如此而已。
大家別把什麼材料技術看得特別神秘，都是人，不會西方說隨便比中國強出多少，可能就是那麼一點點的數據積累和工藝差別造成的問題
開始大家都以為西方有什麼了不起興奮劑技術，後來發現全部都是持證吃藥最主要差距是單晶葉片 米國f22 f35用的是cmsx-10是第三代單晶 國內第三代dd9還在研製階段，沒趕上人家90年代的水平
怎麼說呢，高溫合金的製備方法中國和國外的差距並不是特別的大，但是材料成型的加工工藝差距太遠了，加工精度太低，導致我們的葉片和國外差距很遠。
按照人機料法的順序來回答這個問題。
- 人，包括管理方法，有相當的問題在。組織方面，負考核導致企業不大敢嘗試較新的技術，更願意承擔比較有保證性的生產任務，而院所研究的技術工程化的效果並不好（就是說研究所里做出來，拿到廠里成功率比較低）。技工水準不夠，也不能長期進行技工工作。技能專家的位置並不多，工作環境比較糟糕，所以技能工人傾向於轉向管理路線，或者換行。例如單晶葉片嚴禁磕碰，會導致再結晶，可是查起監控錄像來，還總是能查出摔葉片的情況，技能工人還沒有形成習慣，剛培養出來的技術工人就升職做了車間主任什麼的。
- 機，特別好的設備一般會限制出口，研究院所廠購買有一定困難。國家希望廠所支持國產設備，也會故意要求用國產的設備。國產設備精度和穩定性都有待提高。穩定性不好是最頭痛的。
- 料，國產材料和進口材料有一定差距，同樣的成分，部分性能測試出來還是有差距，尤其是高溫和壽命。對材料的了解不足，有一部分性能數據是空白的，主要是台架測試比較貴。這讓設計和製造都很為難。
- 法，製造方法上有大差距，渦輪葉片基本都有氣冷，製造的時候是有型殼型芯然後澆鑄的，內部通道的堵塞，通道的位置，葉片的組織控制，合格率等都有很大改進的空間。
另外說一句，一個技術，科研院所做出來，理論上可行，方法上驗證可行，這個技術的技術成熟度就達到了5左右，但是一個技術要能用於批量生產，成熟度要達到8-9，中間有相當的距離，可行不意味可以批量生產。
過去的熔模精鑄單晶定向冷卻都犯了一個嚴重的思維錯誤，普通熔鑄都是遵循縱向冷卻的原理，出來的產品肯定是橫向層結晶，違反使用中的受力方向，經表面拋光即破壞葉片表面保護層，固然不耐用容易變形斷裂，故反思用橫向冷卻的熔鑄方式，出來的毛坯就是縱向層結晶，使用中的葉片反作用力方向就完全相反
局外人，普通愛好者，千千萬萬個地溝油命中南海心的一員········
很簡單，因為中國人缺乏最基本的工匠精神，導致培養出來的人才不是吃苦耐勞的可以隨時滿世界打地鋪的特工型背書機器，就是純理論建模YY大師過於意識超前眼高手低，卻不知材料學的難點不是與人斗，而是與客觀存在的原材料斗，首先要踏踏實實的摸清各種硅礦石的性質呀，這些內容是沒有現成乾貨等你去過目不忘的··········要自己慢慢探索呀，中國人這性格能坐得住板凳？在天朝素質教育一直是空談，有工匠意識動手能力特長的因為應試能力不夠優秀無法被選拔深造，說白了就是天朝現在與封建時代沒有區別，臭老九碾壓能工巧匠的格局，而回到毛時代又是不可能的，嗯，所以不僅僅材料學，就是最基礎的牲畜育種，天朝在發達國家中也是倒數的呀········
所以我認為天朝不要浪費錢了，中國人這民族性格決定了永遠做不好的，還不如老老實實買毛子的，反正現在的格局保證還要互相利用N年，沒天朝的廉價輕工業日用品毛子也夠嗆的，真揭不開鍋了抓自己的美女滿世界賣錢嗎？
我是打工一族業餘發明人，關於軍用戰機發動機的單晶葉片看了院士的觀點和專業的和業餘的評論，我想說發動機在製造方面中國搞科研的院士和程師經過了解模仿生產製造造出來了結果在性能上材料上機電控制上達不到人家的標準，這很正常不經過千錘百鍊和細心研究開拓思路拋棄模仿衝出瓶頸大膽思考是做不出來的，有這麼一句話藝高人膽大膽大藝更高，搞創造的人要牢記這句話要不拘一格搞創造，比方說，「就拿發動機的單晶葉片來說就是把鐵片包上耐火土在高溫高拉力下他能高速運轉不變形不斷裂這就是成功這就是創造」，按照這個思路來創造發動機的葉片定能造出來，在別人不說製造原理以及製造工藝的情況下只有自己創造出來才叫知其然知其所以然，仿造出來的叫知其然不知其所以然，就說工具設備，有人一來就說關鍵沒有五軸八軸的聯動機床就做不出來單晶葉片，這不對我們可以用別的辦法代替五軸八軸聯動機床，關鍵是人精湛的技術工人（精工），我看完這段文章和評論院士在研發方面和工程師隊伍方面和精湛的技術工人（精工）方面還有很大的差距，搞研發的院士思路要放開在研發想法上要有規章任何人不干預，為研發做實驗千錯萬錯不是錯自有成功來回報，我是初中文化學一點懂一點幫你們一點。
國內普遍重視科學家而輕視工程師，造成實驗室弄出來的東西牛逼，一到生產大規模量產要講成本、效率、質量和交付的時候就茶館了。而且基本上官僚為大不重工藝和生產管理風氣下，你能做出好發動機才怪。不用整什麼牛逼的理論和實驗數據，這些都沒用，與材料也沒關係。
這個話題能談一下午。
總的來說，這是一項系統工程，
1.科學研究方面需要大量的實驗（包括風洞實驗，鑄錠，塗層的各項試驗等）+數值模擬。
2.製造技術攻關方面，高校基本幹不了，研究所勉強可以。
上述兩項加起來，判斷標準是大量的可重複性和可靠性。
葉片分很多種，前端的葉片脫落，高速運行下，後端的葉片全部打爛。所以這是一項很大的系統工程，機械/材料/能動學科的交叉。
目前在居全國之力成立航發集團攻關這顆機械領域王冠上的明珠。
除開材料和精密鑄造工藝，目前國內陶芯的工藝也還有待大度提高。陶芯不做好，渦輪葉片就不可能做好。
這個要分好幾個方面回答，最主要的還是製造工藝和體制上，這個問題，能觸及到核心的東西都不會說出來的，保密津貼不能白拿。。。
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