涡轮叶片裂纹分析

【摘要】：涡轮叶片是航空发动机结构件中的关键零部件之一,由于其为高速旋转部件,数量多、形状单薄、载荷状况严酷、工作环境复杂,致使其在发动机中一直被列为故障率最高的构件之一。分别对1#和2#两件k417制叶片进行扭转、弯曲模拟试验时,经过一段时间后,在1#叶片叶盆面第一榫齿转接R处和2#叶片叶身叶盆面位置有裂纹出现。打开断口后观察,两件叶片断口的原始区呈结晶状的小刻面,具有类解理断口特征,人为断口区呈灰色。对断口进行体视和电镜观察,两叶片均为线源起裂,源区均位于叶盆一侧渗层的薄弱位置;扩展区微观形貌为类解理,局部位置可见少量的河流花样,在扩展区的末端可见明显的疲劳条带特征;瞬断区微观形貌为准解理+少量韧窝。从体视和电镜观察的结果可以确定1#和2#两件叶片的裂纹性质为起始应力较大的高周疲劳裂纹;疲劳裂纹的起裂与振动应力有关。