李 洋，佟文伟，栾 旭，张开阔

(中航工业沈阳发动机设计研究所，沈阳 110015)

涡轮叶片是航空发动机的重要零件，由于其工作环境恶劣，叶片出现裂纹失效的概率相对较高［1-2］。目前在叶片失效案例中，机械疲劳失效所占的比重较大［3-4］，该失效模式对发动机造成的危害很大。因此，当叶片在工作过程中出现裂纹时，及时找出裂纹产生的根源，对预防该类故障的再次发生有着非常重要的意义。

某型发动机低压涡轮工作叶片选用了DZ17G 镍基高温合金，采用定向铸造方法制造。在经过较短时间试车后，发动机分解进行荧光检测时，发现一片低压涡轮工作叶片在叶冠工作面和非工作面的转角区域出现裂纹。针对这次裂纹故障，采用了外观检查、断口分析、表面形貌检查、截面金相检查、材质组织分析和断口区域成分分析等技术分析手段，同时又对叶冠工作面和非工作面进行了应力分布计算，从而确定了故障低压涡轮工作叶片裂纹的性质，分析了裂纹故障产生的机理，并为以后消除该类故障提供了改进建议。

1 检查与分析结果

1.1 外观检查

故障叶片裂纹部位的宏观图像如图1(a)所示。裂纹出现在叶冠工作面和非工作面转角区域，如图1(a)中箭头所指。裂纹已经连通了叶冠的上、下表面，在下表面扩展较长，约为800 μm，形貌见图1(b)。叶冠工作面与非工作面转角区域的示意图见图1(c)所示，该区域容易形成应力集中。

1.2 断口分析

故障叶片裂纹断口宏观形貌如图2 所示。断口呈灰黑色，较平缓，局部可见明显的摩擦挤压痕迹，呈现清晰的疲劳弧线和放射棱线特征，表明故障叶片断口为疲劳断口［5］。……