刘明坤 刘国良 韩振宇 佟文伟 吴才广

（1.中国航发沈阳发动机研究所；2.西安航空发动机有限公司技术中心）

0 引言

压气机是航空发动机结构中的关键组件之一，其主要作用是对流经的空气进行压缩，提高空气的压力，为燃气膨胀做功创造条件，改善发动机的适航经济性，提高推力[1]。压气机转子叶片由于数量多、形体单薄、转速高，以及载荷、工况复杂，使其成为使用中故障率较高的零部件之一，对发动机的安全造成严重影响[2]。转子叶片最常见的失效模式为疲劳，引起叶片疲劳失效的原因多种多样，主要包括共振、腐蚀、材质缺陷、微动损伤、叶尖碰磨等[3-5]。国内外学者对共振、微动损伤、叶尖碰磨等原因导致的失效模式研究较多[6-10]，随着冶炼和制造工艺的提高，材质缺陷引起的故障模式研究报导较少。

某发动机压气机使用12h45min后分解检查发现压气机1 个转子叶片在排气边出现裂纹。裂纹穿透叶片厚度方向。叶片材料为GH4169，通过精锻成型。叶片设计和制造工艺已经过长时间的使用验证，正常情况叶片工作中受到的振动应力很小，短时间内不会出现裂纹的问题。而本次叶片裂纹出现的时间短，位置异常，因此需要研究裂纹性质和开裂原因，定位异常因素，避免类似故障的再次发生。

1 理化检验及结果

1.1 宏观形貌

故障叶片裂纹部位宏观形貌见图1，裂纹距缘板约11mm，基本垂直于叶片排气边，沿叶身弦向由排气边向进气边扩展。裂纹在叶身厚度方向裂透，叶盆侧扩展长度约为7mm，叶背扩展侧长度约为5mm。……