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《中国航空学会第七届动力年会论文摘要集》2010年
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某型发动机Ⅰ级涡轮叶片叶身纵向沿晶裂纹分析

陈勇  庞新  田华  
【摘要】:某型发动机首翻期到寿返厂大修时,对Ⅰ级涡轮叶片进行化学法去除铝硅渗层后,发现叶身出现多处纵向沿晶裂纹。本文选取其中2件去除铝硅渗层后线性显示的叶片,对其进行设计计算、金相分析、断口观察及工艺试验验证等工作后,发现:裂纹起始于叶片表面,为叶身沿晶纵向裂纹;叶片满足强度储备的要求,在壁厚满足设计要求的条件下,叶片在工作中不会产生纵向裂纹;裂纹所对应的壁厚均大于设计要求,裂纹的产生与壁厚无相关性;裂纹断口上未发现疲劳特征,隐约可见γ′相腐蚀后组织特征,断口粗糙,表面存在灰黑色覆盖物,对覆盖物进行能谱分析,发现Al元素含量较高;裂纹两侧未见渗层特征,也未发现疏松、夹杂等冶金缺陷;工艺试验中,叶片裂纹的宏观、微观、断口形貌及能谱分析结果均与本次裂纹叶片特征相似。分析认为:裂纹的产生与化学法去除铝硅渗层有关。由于定向合金晶界强化元素较少,且晶界呈纵向平直排列,其晶界强度与等轴晶高温合金相比较弱,并且叶片使用后存在表面应力,当化学法去除表面渗层时,在腐蚀性溶液中,一定温度下,铝硅渗层逐渐剥落,基体金属暴露在溶液中,由于晶界的差异性的存在,在活性元素Al的作用下(断口表面覆盖有异常的Al元素),产生晶界腐蚀开裂。同时,针对由此原因导致的叶身沿晶纵向裂纹提出了控制措施建议。
【作者单位】:中航工业贵州黎阳航空发动机公司
【分类号】:V263.6;TG115

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