DD6单晶合金涡轮叶片排气窗裂纹分析
2020-06-13宋文兴马世岩
航空发动机 2020年1期
关键词:裂纹
田 昊,宋文兴,马世岩,王 雷,李 青
(中国航发沈阳发动机研究所,沈阳110015)
0 引言
涡轮叶片是航空燃气涡轮发动机的重要热端部件,直接承受来自燃烧室炽热燃气的冲刷,需要在高温、高压及高速旋转的恶劣环境下长时间可靠工作[1-2]。资料表明[3]:涡轮前燃气温度每提高100 K,发动机的推重比提高10%左右,所以提高涡轮叶片的耐高温能力对提升发动机性能至关重要。
观察组TBIL、ALT水平显著高于对照组,ALB、A/G相比于对照组明显降低,差异有统计学意义(P<0.05)。见表2。
镍基单晶合金具有优良的高温性能,是世界各国制造航空发动机涡轮叶片的首选材料[4-9]。中国已经成功研制一系列镍基单晶合金,DD6是第2代高温合金中的典型代表,其拉伸、持久、抗氧化及耐热腐蚀等性能在国内外第2代单晶合金中处于领先水平[10],还具备高温强度高、组织稳定、铸造工艺性好及材料成本低等优点,已经得到广泛应用。但某型DD6单晶合金叶片成品率不到30%,其中因为表面再结晶导致的不合格占问题叶片的一半以上[11],成为航空发动机研制中亟待突破的瓶颈。
近10年来,针对频发的DD6单晶合金表面再结晶问题,国内的研究人员开展了大量关于再结晶机理和制造工艺影响的探索与攻关。李嘉荣[12-13]揭示了DD6单晶合金发生表面再结晶的条件和微观机理;关于截面畸变区域再结晶的形成机理,马健等[11]研究了DD6单晶叶片缘板再结晶裂纹,结果表明:再结晶在试车前已经存在,是缘板区域在凝固时因过大的铸造热应力析出碳化物,在其后的热处理过程形成晶界富钨的再结晶晶粒;……
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