刘 欢，张开阔，佟文伟，李艳明

（中国航发沈阳发动机研究所，沈阳110015）

0 引言

在航空发动机工作过程中，涡轮叶片承受气动载荷、振动载荷、离心载荷和热载荷的共同作用，服役环境苛刻，是发动机中的关重件。DD6 是中国自行研制的1 种第2 代镍基单晶高温合金，具有高温强度高、综合性能好、组织稳定、铸造工艺性能好等优点。与国外广泛应用的第2 代单晶合金相比，其拉伸性能、持久性能、抗氧化性能及耐热腐蚀性能等均达到甚至部分超过其水平，广泛应用于制造具有复杂内腔的航空发动机涡轮叶片等高温零部件。目前，对DD6 合金的研究主要集中在显微组织演化规律[1-2]及其对性能的影响[3-4]，常规[5-6]及具有叶片结构特征的非标试样（如带气膜孔[7-8]、再结晶层[9]、二次取向[10]）力学性能的试验，材料试样的断裂行为[11-12]等方面；而对复杂构件，尤其是涡轮叶片零部件级的失效研究较少。胡霖等[13]对室温振动疲劳试验后的DD6 合金涡轮转子叶片裂纹进行失效分析，表明异常的γ′筏排组织是导致该叶片早期疲劳开裂的主要原因；马健等[14]对DD6 合金涡轮叶片在试车后缘板裂纹进行失效分析，表明叶片缘板裂纹是由表面再结晶导致的疲劳开裂，其形成与存在富钨白色析出相的枝晶界面有直接关系。

本文对某发动机在工作过程中产生裂纹的DD6合金涡轮叶片进行了外观检查、断口分析、成分分析和组织分析，并通过模拟试验再现再结晶晶粒的产生过程和形貌特征。

1 故障叶片检查与分析

1.1 外观检查

故障叶片荧光探伤图像如图1 所示。……