佟文伟，王 理，张开阔，韩振宇

（中航工业沈阳发动机设计研究所，沈阳 110015）

0 引言

由于具有高比强度、较宽的工作温度范围、优异的腐蚀抗力和较好的与复合材料的相容性等特点，钛合金在航空发动机上已逐步取代了铝合金、镁合金及一些钢构件。目前，先进航空发动机的风扇和压气机盘、叶片、机匣、隔板，许多小零件如支架、摇臂、转接段等都是用钛合金材料制造。

某型航空发动机散热器支架所用材料为TC4钛合金，采用锻造+线切割方法加工，并要求对棱边进行倒圆处理。在工作过程中，该发动机的散热器支架过早发生断裂故障。本研究对散热器支架故障件进行外观检查，断口分析，表面微观检查，截面金相检查和材质分析，确定了该支架的断裂属性，分析了发生故障的原因，并提出了改进建议。

1 外观检查

故障散热器支架断裂部位的宏观图像如图1所示。支架表面较粗糙，平面部位呈黄、紫色相间，柱面部位呈蓝紫色，为明显的电加工痕迹；支架的边缘棱角非常尖锐，没有进行倒圆处理；断裂发生于平面与柱面部位的转接区域。

2 断口分析

故障散热器支架断口宏观形貌如图2所示。其断口呈灰白色，较平缓，局部有明显的摩擦挤压痕迹，呈现清晰的疲劳弧线特征，表明散热器支架断口为疲劳断口。由疲劳弧线的方向可以判定，断裂起源于支架R1、R2转接相交的棱角处（如图2中箭头所指）[1]，断口疲劳扩展充分，瞬断区面积仅占整个断口的1.5%左右。

断口疲劳源区附近非常平坦，呈清晰、细密的疲劳弧线特征，断裂起源处挤压磨损较重，未见有明显的冶金缺陷，如图3所示。……