董自超，迟庆新，王 威，王 全，刘 芳，耿 瑞

（中国航发沈阳发动机研究所，沈阳 110015）

0 引言

航空发动机涡轮叶片是实现功能转换的关重部件，也是一个国家航空工业水平的显著标志[1]。在近几十年的研制进程中，涡轮叶片逐步实现了铸造代替锻造和材料工艺技术的提升。定向凝固铸造技术的突破成功消除了垂直于叶片主应力方向的横向晶界，提高了叶片的服役温度和寿命[2-4]。目前，性能更为优异的定向合金和单晶合金已成为先进发动机的重要特色，且在未来相当长的时间内仍将是涡轮叶片最重要的材料[5]。涡轮叶片在设计时通常采用材料数据手册（以下简称手册）上标准试棒的测试数据，然而考虑到叶片薄壁铸造特性和叶身弯扭结构特征等因素，铸造叶片不同部位的材料性能数据与手册数据往往存在差异。缺少叶片本体材料性能数据的设计往往偏于保守或激进，进而导致材料达不到最佳的使用性能或造成叶片过早失效。因此，获得涡轮叶片的本体材料性能对于指导叶片设计、叶片类故障排除和叶片寿命评估具有重要意义。

国内外针对涡轮叶片的结构特征和叶身本体材料性能开展了相关的试验研究。王亮等[6-8]通过设计板状试样研究叶片的薄壁特征，对比研究了薄壁试样与标准试棒的性能差异和持久断裂模式；闫晓军等[9-10]通过设计结构模拟件研究了定向凝固涡轮叶片不同部位材料的疲劳和持久性能差异；Arakere 等[11]和岳珠峰等[12]开展了叶片晶体取向差异对叶片疲劳和蠕变性能影响的研究；……