文／周天朗，刘仁培，常超，沈永华·南京航空航天大学

叶片热作模具断裂失效研究

文／周天朗，刘仁培，常超，沈永华·南京航空航天大学

叶片热作模具的寿命往往远低于其他热作模具寿命，引起叶片模具失效的因素是复杂的。由于叶片模具工作时常处于高温、高应力的恶劣状态下，导致模具易发生早期失效。失效形式主要有开裂、变形、热疲劳和磨损，其中开裂为叶片热作模具最主要的失效形式。本文通过对失效后模具的力学性能检验分析、组织形貌观察和应力温度分析，综合这三方面的结果，并结合叶片热作模具热处理工艺、工况条件来分析模具发生断裂失效的主要原因。

叶片是汽轮机和燃汽轮机中的关键部件，它是由热锻模具锻造而成。叶片的型面复杂，截面宽厚比大，而且各截面之间有一定的转角，有些叶片还带有围带和凸台，工作条件比较恶劣，其材料一般为价格比较昂贵的难变形材料。由于叶片的品种多、数量大、材料先进、型面复杂、内部质量和外部质量要求高，而且机械加工难度大，所以人们针对叶片这一类特殊零件，投入大量的人力、物力研究各种叶片成形技术和工艺。由于不同的锻造成形工艺对叶片的力学性能影响不同。优质的叶片锻造成形工艺能够改善零件的微观组织结构，所以优化叶片锻造成形工艺在叶片成形中至关重要。针对叶片生产中常见的模具失效形式对叶片热锻模具进行失效分析，对叶片热锻模具的早期失效进行预防，从而达到提高模具使用寿命的目的，并且保证叶片生产的质量与效率，节约模具失效造成的损失，从而达到提高企业效益的目的。……