刘丽玉，陶春虎，刘昌奎，张义文，李永斌

（1.北京航空材料研究院航空材料检测与评价北京市重点实验室，中航（试金石）检测科技有限公司，北京 100095；2.北京钢铁研究总院，北京 100081；3.贵州黎阳航空动力有限公司，安顺 561102）

0 引 言

涡轮盘是发动机上最重要的核心热端部件之一，其在高温、高转速下工作，所承受的载荷复杂，工作环境严酷。随着高推重比、高功重比及高燃效发动机的发展，以粉末高温合金涡轮盘为代表的航空发动机热端部件的制造和应用得到了迅速发展［1－2］。粉末高温合金具有晶粒细小、组织均匀、无宏观偏析、合金化程度高、屈服强度高、疲劳性能好等优点，但其自身的三大缺陷——夹杂物、热诱导孔洞和原始颗粒边界（PPB）对其性能具有严重影响［3－7］，甚至会直接导致涡轮盘断裂失效，进而造成灾难性后果。如，某厂在热试车过程中发生了由涡轮盘断裂造成的发动机爆炸事故［8］。可见，研究夹杂物、PPB等缺陷对粉末高温合金的影响以及粉末高温合金的断裂机理，对粉末合金涡轮盘在工程上的应用具有重要的指导作用。

某型发动机在进行300h的长试试车过程中，在打到98%推力时，材料为FGH4097粉末高温合金的高压涡轮盘发生了断裂掉块，导致涡轮机匣穿孔，整台发动机破坏。为排查故障原因，对失效高压涡轮盘掉块的断口进行宏观、微观观察和能谱分析，并进行了模拟试验，找到了失效的性质及原因。

1 理化检验与结果

1.1 宏观形貌

高压涡轮盘从腹板处发生断裂，掉块部分含8个榫槽（涡轮盘共84个榫槽），有部分掉块飞出，残片拼凑后发现断裂源区存在缺失，如图1所示。……