刘 磊，孙智君，苗 淼，李 鹏

(1.中航工业西安航空发动机(集团)有限公司，西安 710021;2.海军装备部，西安 710021）

0 引言

发动机是航空器的心脏，其性能的好坏是保障航空器利用率和飞行安全的重要因素。在因机械故障造成的飞行事故中，发动机故障比例最高，尤其是发动机热端部件在高温下工作，服役环境极其恶劣，为了保护这些热端部件不受高温氧化和热腐蚀等危害，普遍采用涂敷涂层的方法来提高热端部件材料的高温防护性能［1-4］。

在航空器结构中，存在大量、各种形式的螺栓连接，其失效的基本类型主要有过载断裂失效、疲劳失效和氢脆断裂失效等［5-6］。某燃机涡轮系统用连接螺栓，试车分解检查时发现多件螺栓断裂。本研究通过断口宏微观观察，金相组织分析，能谱分析，故障模拟验证试验等方法，对失效螺栓进行分析，以确定其失效原因。

1 试验过程与结果

某燃气轮机低压涡轮支撑环工作100 h以上，荧光检查螺栓正常。复装试车后，33件螺栓中，8件断裂，11件裂纹。其中13件由螺栓根部断裂或开裂，6件由螺杆和螺纹转接颈部断裂或开裂。所有螺栓属于同一批次。

1.1 宏观观察

失效螺栓断裂分别位于螺栓根部或螺杆与螺纹转接颈部(图1)。螺栓及断口表面均呈灰黑色，局部略带灰白。无论根部或颈部断裂，其断口形貌相似，明显分为2个区域:A区断口相对平齐，呈颗粒状特征，起始于螺栓根部或颈部转接R，向另一侧扩展，有清晰放射棱线，部分边缘存在灰白月牙形区域，向心部变为灰黑色，约占断口面积的1/2;B区断口光亮，有金属光泽，断口粗糙，未见明显塑性变形，应属于最后瞬时断裂区(图2)。……