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TC25钛合金四级压气机盘失效分析

2012-07-17张宗林

失效分析与预防 2012年1期
关键词:裂纹发动机振动

徐 锐,李 鸿,张宗林,马 昆,李 巍,吴 萍

(1.中国人民解放军驻黎阳机械公司军事代表室,贵州平坝561102;2.中航工业贵州黎阳航空动力有限公司,贵州平坝561102)

0 引言

钛合金是当代先进飞机和航空发动机的重要结构材料之一,要有效提高航空发动机和火箭的推重比,必须使用高比强度耐热钛合金[1]。目前先进发动机压气机盘、叶片和风扇叶片以及机匣等,均采用钛合金制造,这类钛合金用量大且均为关键性结构件,其失效具有典型性,往往会造成灾难性事故[2]。使用温度超过400℃以上的钛合金为高温钛合金[3]。选用先进的高温钛合金并保证其在发动机上长时间使用的安全可靠性是研制新型高性能航空燃气涡轮发动机的重要前提。TC25(俄牌号ВТ25)钛合金是20世纪70年代初前苏联研制的一种变形马氏体型α+β两相热强钛合金,属Ti-Al-Zr-Sn-Mo-W-Si系,其名义成分为:Ti-6.8Al-1.7Zr-2Sn-2Mo-0.7W-0.2 和少量Si元素。TC25钛合金是在Ti-Al基体上添加适量β稳定元素制成的钛合金,兼有 TC11(俄牌号BT9)合金的高热强性和TC8(俄牌号BT8)合金的热稳定性。TC25钛合金中含有Mo、W等高熔点的元素,热强性、耐热性很好,采用双重退火制度时具有较高的综合性能,使用寿命可达3000 h,是继TC11钛合金之后用量最大的高温钛合金之一,适合用来制造500~550℃工作温度下长时间使用的航空发动机零件[3-7]。

某型涡扇发动机TC25钛合金制四级压气机盘在进行压气机转子低循环性能考核试验时出现转子振动过大,试验被迫停止。分解检查试验用发动机高压压气机转子,发现四级压气机盘辐板周向严重开裂,有约50%长度的裂纹穿透压气机盘辐板。……

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