发动机涡轮Ⅱ级叶片断裂原因分析
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过 金相 显 微镜 、 描 电子 显 微 镜 等 仪器 对 断 裂 叶 扫 片 的微 观组 织 、 口的宏 微 观形 貌进 行观 察 ， 断 确定
０ 引言
Ⅱ级涡 轮 叶 片是 发 动 机 的关 键 零 件 ， 片材 叶 料 为 Ｇ ４３ Ｈ ０７镍基 高 温 合 金 ， 铸 造 修 形 调 质 处 经
理 制造 而成 。该 合 金具 有 高 的 热强 性 、 良好 的综 合 性能 和组 织稳 定性 ， 可在 ８ ０— ５ ０ ８ ０℃ 以下 长 期 使 用 。实 际使 用 温 度 范 围 在 ４ ０～８ ０℃ 。发 动 ５ ０ 机 在 使用 过 程 中 ， 叶片 长 期 在 高温 、 高压 、 速 或 增 减 速 的双相 燃气 流 中工 作 。 由于 叶片横 截 面 的厚 薄 相差很 大 （ 气边 较 厚 而排 气 边 较 薄 ） 当燃 气 进 ，
［ 摘 要］某航空发动机涡轮 Ⅱ级Ｉ 片在役其 问发生断裂 。通过 断口宏微 观观察、 １ － ｒ 金相组织 检查 、 学成分 及硬度检测 等手 化
段确 定了叶片断裂性 质和原凶。结果表明 ： 涡轮 Ⅱ级叶片断裂性质为振动疲劳 。工作应力 、 热虚力 、 制造质 量 、 外物损 伤 、 环 境损 伤都将促 进此 类故障发生。根据上述结论及影响 因素 ， 出 ｌ一系列在修 理和使用过 程中应采取 的控制措 施 ， 提 『 取得 了 较好 的成效 。 ［ 关键词 ］涡轮叶片 ； 失效 分析 ； 振动疲劳 ； 控制措施 ［ 中图分类号 ］ｖ２ ２ ４ ３ ． ［ 文献标 志码 ］Ａ ｄ ｉ ０ ３ ６ ／．ｓ ．６ ３６ １ ．０ ０ ０ ．０ ｏ：１ ．９ ９ ｊｉｎ １７ －２ ４ ２ １ ． １０ ９ ｓ
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ａ ｒｄ Ｉｔ ｒ ｉ ｅ ｂ ａ ｅ ｉ ｎ ａ ｒ ｅ ｇ ｎ ａ ｔ ｒ ｄ ｄ ｒ ｇ ｓ ｒ ｉ ｅ ｈ ｒ ｃｕ ｅｍｏ ｅａ ｄ ｃ ｕ ｅ ｗ ｒ ｎ ｌｚ ｄ ａ ｄ ｄ － ｇ ａ ｅ Ｉ ｕ ｂ ｎ ｌ ｄ ｎ ａ ｅ ｏ ｎ ｉ ｅ ｆ ｃｕ ｅ ｕ ｎ ｅ ｖ ｃ ．Ｔ ｅｆａ ｔ ｒ ｄ ｎ ａ ｓ ｅ ｅ ａ ａ ｙ ｅ ｎ ｅ ｒ ｉ ｔ ｒ ｎ ｄ ｂ ｒ ｃ ｕ ｅ ｓ ｒ ｃ ｂ ｅ ｖ ｔ ｎ ｅ ｍｉ ｅ ｙ ｆａ ｔ ｒ ｕ ｆ ｅｏ ｓ ｒ ａｉ ，ｍｅａｌ ｒ ｉ ａ ｓｒ ｃｕ ｅ ｅ ａ ｎ ｔ ｎ，ｃ ｅ ｃ ｌ ｎ ｌｓｓａ ｄ ｈ ｒ ｎ ｓ ｓｉ ｇ ａ ｏ ｔ ｌ ｇ ｃ ｌ ｔ ｔｒ ｘ ｍｉ ａ ｉ ｕ ｕ ｏ ｈ ｍｉａ ａｙ ｉ ｎ ａｄ ｅ ｓｔ ｔ ．Ａｄ ｉ ｏ ａ ・ ａ ｅ ｎ ｄｔ ｎ ｌ ｉ
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（ ｖ ｔ ｎＩ ｕｔ ｏ ｏａｉ ｈｎ ， ｏ５ １ ｆ ｃ ｒ， ｉ ｅ１５ ０ ，Ｃ ｉ ） Ａ ｉ ｉ ｄ ｓｙＣ ｒ ｒｔ ｎｏ ｉａ Ｎ ．７ １ ａｔ ｙ Ｌｕ ３３ １ ｈｎ ａｏ ｎ ｒ ｐ ｏ ｆＣ ｏ ｈ ａ
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０ ０年 第２ １ 第 １ ５卷 ２月期
失效分析 与预 防
Ｆ ｂｕ ｒ，０ ０ ｅｒａ ２ １ ｙ
Ｖｏ． Ｎ ． １ ５， ｏ １
发 动 机 涡 轮 Ⅱ级 叶 片 断 裂 原 因 分 析
张 庆 民 ，张万 秋 ，王立 波
（ 中国航 空． 业集 团公 司第 ５ １ 厂 ， Ｙ － ７ １ 柳河 １５ ０ ） ３ ３ １
【 章 编 号 ］１７ －２ ４ ２ １ 叭 －０ ５０ 文 ６ ３ １ （０ ０） ０ ３ － ６ ４
Ｆ ｉ ｒ ａｙ ｉ ｆＣｅ ｔｉ ｏ ｅ ｒ ｅ ｇｎ ａｌ ｅＡｎ ｌｓｓｏ ｒａｎ Ｍ ｄ ｌＡｅ ｏ ｎ ｉｅⅡ Ｇｒ ｄ ｒ ｉ ｅＢｌｄ ｕ ａ ｅ Ｔｕ ｂｎ ａ ｅ
过 金相 显 微镜 、 描 电子 显 微 镜 等 仪器 对 断 裂 叶 扫 片 的微 观组 织 、 口的宏 微 观形 貌进 行观 察 ， 断 确定
０ 引言
Ⅱ级涡 轮 叶 片是 发 动 机 的关 键 零 件 ， 片材 叶 料 为 Ｇ ４３ Ｈ ０７镍基 高 温 合 金 ， 铸 造 修 形 调 质 处 经
理 制造 而成 。该 合 金具 有 高 的 热强 性 、 良好 的综 合 性能 和组 织稳 定性 ， 可在 ８ ０— ５ ０ ８ ０℃ 以下 长 期 使 用 。实 际使 用 温 度 范 围 在 ４ ０～８ ０℃ 。发 动 ５ ０ 机 在 使用 过 程 中 ， 叶片 长 期 在 高温 、 高压 、 速 或 增 减 速 的双相 燃气 流 中工 作 。 由于 叶片横 截 面 的厚 薄 相差很 大 （ 气边 较 厚 而排 气 边 较 薄 ） 当燃 气 进 ，
［ 摘 要］某航空发动机涡轮 Ⅱ级Ｉ 片在役其 问发生断裂 。通过 断口宏微 观观察、 １ － ｒ 金相组织 检查 、 学成分 及硬度检测 等手 化
段确 定了叶片断裂性 质和原凶。结果表明 ： 涡轮 Ⅱ级叶片断裂性质为振动疲劳 。工作应力 、 热虚力 、 制造质 量 、 外物损 伤 、 环 境损 伤都将促 进此 类故障发生。根据上述结论及影响 因素 ， 出 ｌ一系列在修 理和使用过 程中应采取 的控制措 施 ， 提 『 取得 了 较好 的成效 。 ［ 关键词 ］涡轮叶片 ； 失效 分析 ； 振动疲劳 ； 控制措施 ［ 中图分类号 ］ｖ２ ２ ４ ３ ． ［ 文献标 志码 ］Ａ ｄ ｉ ０ ３ ６ ／．ｓ ．６ ３６ １ ．０ ０ ０ ．０ ｏ：１ ．９ ９ ｊｉｎ １７ －２ ４ ２ １ ． １０ ９ ｓ
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ａ ｒｄ Ｉｔ ｒ ｉ ｅ ｂ ａ ｅ ｉ ｎ ａ ｒ ｅ ｇ ｎ ａ ｔ ｒ ｄ ｄ ｒ ｇ ｓ ｒ ｉ ｅ ｈ ｒ ｃｕ ｅｍｏ ｅａ ｄ ｃ ｕ ｅ ｗ ｒ ｎ ｌｚ ｄ ａ ｄ ｄ － ｇ ａ ｅ Ｉ ｕ ｂ ｎ ｌ ｄ ｎ ａ ｅ ｏ ｎ ｉ ｅ ｆ ｃｕ ｅ ｕ ｎ ｅ ｖ ｃ ．Ｔ ｅｆａ ｔ ｒ ｄ ｎ ａ ｓ ｅ ｅ ａ ａ ｙ ｅ ｎ ｅ ｒ ｉ ｔ ｒ ｎ ｄ ｂ ｒ ｃ ｕ ｅ ｓ ｒ ｃ ｂ ｅ ｖ ｔ ｎ ｅ ｍｉ ｅ ｙ ｆａ ｔ ｒ ｕ ｆ ｅｏ ｓ ｒ ａｉ ，ｍｅａｌ ｒ ｉ ａ ｓｒ ｃｕ ｅ ｅ ａ ｎ ｔ ｎ，ｃ ｅ ｃ ｌ ｎ ｌｓｓａ ｄ ｈ ｒ ｎ ｓ ｓｉ ｇ ａ ｏ ｔ ｌ ｇ ｃ ｌ ｔ ｔｒ ｘ ｍｉ ａ ｉ ｕ ｕ ｏ ｈ ｍｉａ ａｙ ｉ ｎ ａｄ ｅ ｓｔ ｔ ．Ａｄ ｉ ｏ ａ ・ ａ ｅ ｎ ｄｔ ｎ ｌ ｉ
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０ ０年 第２ １ 第 １ ５卷 ２月期
失效分析 与预 防
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Ｖｏ． Ｎ ． １ ５， ｏ １
发 动 机 涡 轮 Ⅱ级 叶 片 断 裂 原 因 分 析
张 庆 民 ，张万 秋 ，王立 波
（ 中国航 空． 业集 团公 司第 ５ １ 厂 ， Ｙ － ７ １ 柳河 １５ ０ ） ３ ３ １
【 章 编 号 ］１７ －２ ４ ２ １ 叭 －０ ５０ 文 ６ ３ １ （０ ０） ０ ３ － ６ ４
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