燃气轮机叶片热裂缺陷的应力形成及演化研究
2021-03-26杨啊涛李海松史卫杰王海洋张琼元杨照宏
动力工程学报 2021年3期
杨啊涛,郭 雄,李海松,史卫杰,陶 飞,王海洋,张琼元,杨照宏
(1.东方汽轮机有限公司,四川德阳 618000;2.长寿命高温材料国家重点实验室,四川德阳 618000)
铸造高温合金由于添加元素多、合金化程度高,因而具有良好的高温力学性能,在航空发动机和重型燃气轮机的透平叶片中有着广泛的应用,为了追求更高的热效率和功率输出,对透平叶片技术的要求越来越高[1-3]。高温合金叶片主要通过精密铸造方式成型,在制造和服役过程中如果出现裂纹、孔洞等各种缺陷,会导致叶片的机械性能达不到要求,容易发生断裂事故[4-5]。铸造高温合金力学性能优良,但铸造性能极差,再加上透平叶片结构复杂,使得叶片在精铸过程中常常出现缩松/缩孔、热裂和变形等严重缺陷。而热裂作为透平高温叶片的典型缺陷,其在众多缺陷中占比较大、报废率高、可修复性能差,严重制约叶片毛坯合格率。
根据现有文献,Feurer[6]根据热裂机理模型重点分析了凝固阶段转变点在热裂中的作用,指出当合金液补缩速度小于凝固收缩速度时,铸件发生热裂。Clyne等[7]提出热裂形成的主要原因是凝固后期热脆性区由于抵抗应力应变能力低,枝晶臂容易被拉裂。Rappaz等[8]提出了RDG判据,根据合金液的压力降来判断铸件是否产生热裂缺陷,当合金液压力降小于产生热裂的临界压力降时,铸件产生热裂,反之则不会形成热裂。Kool等[9-10]根据众多学者提出的热裂缺陷敏感性判据模型,模拟了铸造工艺因素对热裂缺陷产生的影响,并进行了实验对比。……
登录APP查看全文
