20世紀70年代，美國首先用在軍用發(fā)動機上，然后在民用飛機上使用PWA1422定向葉片，到80年代又在F100發(fā)動機上使用PWA1480單晶葉片.從此，定向和單晶葉片成為各類先進發(fā)動機的重要特色，定向凝固技術的發(fā)展使鑄造高溫合金承溫能力大幅度提高.80年代后發(fā)動機推重比由8提高至10，渦輪葉片開始用第一代單晶高溫合金PWA1480和RenéN4等。隨后采用第二代單晶合金PWA1484，在1100℃、100h持久強度達140MPa。20世紀90年代后研制第三代單晶合金有RenéN6、CMRX-10、添加錸(5%～7%)或鎢和鉭等元素，提高合金的熔點、初熔溫度、使用溫度。研究表明，第3代單晶高溫合金CMSX-10比第 2 代單晶合金CMSX-4 具有十分明顯的蠕變強度優(yōu)勢。通過葉片內孔冷卻 (≥ 400℃)和表面隔熱涂層(≥150℃)，從而使渦輪前溫度達到1650℃。導向葉片用金屬間化合物合金在1200℃，100h持久強度達100MPa。1550℃以下陶瓷復合材料及1650℃以上C/C 復合材料是渦輪葉片和導向葉片的后繼材料。
英國RR公司近年研制的第四代單晶合金RR3010的承溫能力比定向柱晶合金約高100℃。目前幾乎所有先進航空發(fā)動機都以采用單晶葉片為特色,正在研制中的推重比為10的發(fā)動機F119(美),F120(美),GE90(美)，M88-2(法),P2000(俄)以及其他新型發(fā)動機都采用單晶高溫合金制作渦輪葉片。美國的Howmet公司、GE公司、PCC公司、Allison公司以及英國RR公司,法國的CNECMA公司,俄羅斯的SALUT發(fā)動機制造廠等廠商均大量生產單晶零件,品種包括渦輪葉片、導向葉片、葉片內外環(huán)、噴嘴扇形段、封嚴塊、燃油噴嘴等,用于軍用和商用飛機、坦克、艦船、工業(yè)燃氣輪機、導彈、火箭、航天飛機等。
