某涡桨发动机三级涡轮叶片失效原因分析

某型涡桨发动机涡轮叶片在长期使用过程中出现了两种类型的裂纹与断裂失效,一类是使用寿命超过4500h时在榫齿R处出现较普遍的裂纹,另一类则是使用600h以上时在榫齿与伸根R处的断裂.在断口宏、微观观察与痕迹分析的基础上,结合成分、硬度、晶粒度测定以及有限元应力分析,对这两类失效的性质与原因进行了分析研究.结果表明,使用寿命超过4500h时叶片榫齿裂纹为蠕变-疲劳裂纹,其原因是叶片材料难以满足发动机长寿命的使用要求;而榫齿与伸根R处的断裂则是大应力机械疲劳断裂,其原因可能与相邻叶片间隙偏大致使出现较高的振动弯曲应力以及表面较深的加工锉痕引起的应力集中有关.     

YLⅡ-10000K烟气轮机叶片断裂失效分析

烟气轮机叶片在使用中断裂,叶片断裂属于疲劳断裂,裂纹起始于榫齿的边缘和榫齿的根部.叶片在加工制造过程中工艺控制不严格,导致同盘叶片的金相组织差异较大.另一方面,由于叶片的加工精度等使叶片在运行过程中受力不一致,使叶片在应力集中部位产生疲劳断裂.     

涡轮盘榫槽综合测具的研究

涡轮盘是发动机重要承力构件,在转速高、温度高的环境下工作,涡轮盘具有较高的抗疲劳、抗高温氧化及抗燃气腐蚀能力。涡轮盘沿圆周均布一般在60-102个榫槽,叶片用枞树形榫头插入盘的枞树形槽内,检测榫槽的尺寸、位置度技术条件要求,保证叶片传递载荷分布均匀,提高发动机的性能稳定性。     

镍基单晶合金涡轮叶片开裂原因

某发动机高压涡轮叶片为镍基单晶合金叶片,在室温下进行振动疲劳试验后发现叶片开裂,通过宏观观察、金相检验和扫描电镜分析等方法对叶片开裂的原因进行了分析.结果表明:进气边叶根和榫头伸根的开裂形式均为疲劳开裂;进气边叶根气膜孔内壁存在多处小缺口及榫头伸根亚表面存在疏松缺陷,这些缺陷部位容易形成裂纹源,促进了裂纹的萌生,裂纹扩...     

55CrSi弹簧钢失效分析与研究

本文利用扫描电镜对弹簧钢的金相组织、断口及表面进行观察分析,研究其失效原因,结果表明此弹簧钢断裂为早期疲劳断裂,裂纹源萌生于并圈处,由于该处间隙过小,一则不能保证喷丸的效果,二则增加疲劳过程的接触疲劳应力及加重表面损伤,另外该处喷丸微细粒子未清洗干净,相当于表面有一夹杂在运行时遗留在并圈处表层,导致表面损伤,并诱发微裂纹而导致弹簧早期疲劳断裂。     

GH2132三齿二级涡轮盘榫齿裂纹分析

对GH2132三齿二级涡轮盘在使用过程中第一榫齿产生的裂纹进行了光学金相和扫描电镜分析。结果表明，该裂纹属于高周疲劳裂纹，疲劳源区无冶金缺陷及加工刀痕。对失效件的化学成分、力学性能以及显微组织进行了检测，其结果均符合技术条件要求。疲劳裂纹产生的原因，是由于二级涡轮盘与二级涡轮叶片榫齿配匹不均匀，在发动机工作时，由于热应力作用，两种材料的线膨胀系数不一样(GH2132合金线膨胀系数大，而GH4037合金线膨胀系数小)，使之对盘的榫齿产生相当大的压应力，导致在榫齿配合面上产生了压陷，在交变载荷作用下，在离压陷边缘0．5mm处产生了疲劳裂纹。     

高炉煤气透平动叶片裂纹分析

在对高炉煤气余压透平发电机转子动叶片进行表面渗透探伤时,发现Ⅰ级动叶片组中有6片叶片的叶榫部有裂纹.为探明裂纹的形成原因,对叶榫裂纹进行了化学成分、高、低倍组织及断口的宏、微观分析.分析结果表明,叶榫第一齿根裂纹属于疲劳裂纹.疲劳裂纹形成的原因主要与齿根底部过渡圆弧类似于直角、圆弧底部的加工条痕比较粗糙、显微组织粗大不均匀、铁素体条带分布不合理以及楔块装配面接触不良等因素有关.     

伺服机构涡轮泵转子叶片断裂失效分析

某伺服液压源涡轮泵转子在测试过程中转子叶片发生断裂,通过对失效转子的观察、测试与分析认为:转子叶片的断裂性质为疲劳断裂,断裂原因是在叶片根部存在疲劳裂纹,疲劳裂纹在动静载荷作用下失稳扩展而发生疲劳断裂.分析认为转子叶片发生疲劳破坏与其组织在锻造成型工艺过程中存在工艺缺陷,导致材料疲劳寿命下降有关.     

高速离心式压缩机叶片断裂失效分析

某高速离心式压缩机叶片在运行过程中发生断裂。通过对叶片断口及冲蚀表面进行宏观观察、材料化学成分分析、力学性能测试、断口扫描电镜观察、能谱分析和显微组织分析,找出了叶片的断裂失效原因。结果表明:压缩机叶片断裂主要是由于级间冷却器流体布局设计不合理,致使叶片在运行时不断受到冷却器管束铝翅片微粒高频脉动的冲刷磨损作用,在局部叶片迎风表面形成垢层,产生了高周疲劳载荷,使位于其对称位置的叶片在相对薄弱的顶部萌生裂纹并逐渐扩展,最终导致叶片高周疲劳断裂失效;另叶片材料冲击韧度低加速了疲劳裂纹的扩展。     

压气机转子叶片掉块断裂分析

某型发动机外场服役中多次出现压气机转子叶片叶尖掉块断裂故障,通过掉块叶片表面形貌观察、断口分析、硬度检测、金相检验、多起失效件的类比分析以及叶片振动模态分析,对叶片掉块断裂原因进行了分析。结果表明:所有压气机转子叶片掉块断裂模式相同,均属振动疲劳断裂掉块;叶片在发动机工作转速范围内存在高阶复合振动点,引起叶片共振是导致其振动疲劳断裂掉块的主要原因;叶片与机匣摩擦导致叶尖局部过烧或形成摩擦热应力裂纹促进了疲劳裂纹的萌生。最后针对叶片掉块断裂原因提出了相应的解决措施。     

某液压系统大型弹簧断裂原因

某液压系统使用的大型圆柱螺旋压缩弹簧在运行20万次后发生断裂,采用断口形貌、显微组织观察,化学成分、硬度测试等方法对弹簧的断裂原因进行了分析。结果表明:弹簧的断裂为低周疲劳断裂,裂纹源区位于弹簧钢丝近表面位置的大尺寸夹杂物处;夹杂物的存在降低了弹簧钢内部的连续性,弹簧钢受到拉应力和扭转作用力时萌生裂纹,在后续服役过程中裂纹扩展,最终断裂;弹簧喷丸处理形成的硬化层深度不够,不足以抵消弹簧钢丝表面脱碳层对疲劳寿命的不利影响,导致疲劳寿命降低。     

汽轮机叶片断裂原因分析

某热电厂汽轮机组扩容检修时发现末级叶片出现早期断裂的质量问题。采用断口分析、金相检验、化学成分分析、表面硬化层工艺分析等方法,对汽轮机叶片的断裂原因进行了分析。结果表明:该汽轮机叶片的失效机理为疲劳断裂,叶片表面硬化层存在裂纹、气孔、局部未硬化等缺陷,降低了叶片的耐冲蚀能力,是叶片发生早期疲劳断裂的主要原因。     

大型铝合金风机叶片断裂原因

某地铁隧道轴流风机叶片在运行过程中断裂,通过化学成分分析、宏微观分析及力学性能测试等方法对叶片的断裂原因进行了分析。结果表明:铝合金风机叶片发生了疲劳断裂。断裂的主要原因是叶片内部存在大量粗大的氧化皮夹渣以及疏松、针孔缺陷,而叶片根部是叶片应力集中区域,此处存在缺陷会导致疲劳裂纹萌生。在离心力和气动力的作用下,叶片根部承受拉力、弯曲和扭转作用力,疲劳裂纹会在这种复合应力的作用下扩展,最终导致叶片快速断裂。     

喷丸强化在提高Ⅱ级涡轮盘第一榫齿高温疲劳强度方面的作用

一、前言 在使用中Ⅱ级涡轮盘第一榫齿转接圆根部经常发现裂纹,其中严重者曾引起过一等事故。历年来的试验研究业已确认,Ⅱ级盘第一榫齿裂纹属于机械疲劳裂纹。 提高航空零件疲劳强度有三种途径:即改进设计、正确选材与合理的加工工艺。当设计和选材确定之后,改进零部件的加工工艺也可以使疲劳强度获得一定程度的改善,喷丸强化工艺即是其中的一种。生产和使用实践业已表明,喷丸强化是提高零部件疲劳强度和抗应力腐蚀能力的一种行之有效的工艺。     

轧机减速箱重载齿轮断齿分析

对机减速箱重载斜齿轮断齿从化学成分、金相、断口等方面做了综合分析.)断口分析表明,裂纹萌生于应力最大的齿接触表面和次表面,断口呈现疲劳辉纹特征.金相检验证实裂纹源区存在硫化物夹杂.综合分析表明,夹杂物尖端的应力集中导致齿轮裂纹源的萌生,而后在接触应力作用下裂纹逐渐扩展导致接触疲劳断裂.     

航空发动机枞树形榫头/榫槽结构形状优化

该文针对三齿枞树形榫头/榫槽结构,通过有效地解决设计变量、约束变量的选择问题,对该结构提出了详细的形状优化设计方法,对榫接结构的设计和改型有重大的工程意义。基于特征造型方法,对二维梯形榫头榫槽进行形状描述,进而建立了其参数化模型;基于梯度法进行灵敏度分析从众多特征参数中提取了设计变量;基于工程经验和应力准则提取了约束变...     

轴流压缩机动叶片断裂失效分析

研究和分析轴流压缩机动叶片断裂的原因.动叶片裂纹萌生主要在材料的缺陷处(夹杂物),断裂是由于工作中存在较大的交变应力,这可能来源于动叶片的某种振动.动叶片服役过程中曾受到过短时过载现象.叶片表面存在腐蚀现象,但腐蚀坑和坑内细心的裂纹不是引起疲劳裂纹萌生的主要因素.     

WP—7乙发动机Ⅰ级涡轮叶片断裂分析EI

本文对WP—7乙发动机Ⅰ级涡轮叶片空中折断故障进行了分析。通过对折断叶片和裂纹叶片宏观检查、断口和裂纹光学金相、扫描电镜和透射电镜观察,发现裂纹均起源于叶片进气边疏松处,沿枝晶间扩展,起始裂纹为热疲劳裂纹,进而发展为机械疲劳断裂。翻修前后叶片进气边γ′形态对比观察,结果表明叶片翻修前工作温度已偏高,加上严重的疏松和柱状晶以及表面渗铝层受损,是造成这起故障的基本原因。     

激光喷丸强化对半圆孔件疲劳寿命的影响

为研究激光喷丸强化对7075-T6铝合金半圆孔件疲劳寿命的影响,对激光喷丸与未喷丸的试样进行了对比试验,利用X射线应力仪测定其表面残余应力,并对试样进行疲劳拉伸试验.用扫描电镜观察了两类试样疲劳断口的形貌,并采用数理统计方法对其疲劳寿命进行分析.研究表明:经激光喷丸处理区域,表面存在较大的残余压应力,幅值为310 MPa;未喷丸试样疲劳裂纹条带的宽度为0.7~0.8μm,而喷丸试样疲劳裂纹条带的宽度为0.3~0.4μm,说明喷丸试样裂纹扩展的速度比未喷丸试样慢很多;激光喷丸后半圆孔件的疲劳寿命比未喷丸的疲劳寿命提高了2.8~7.2倍.     

某仪器舱大套筒开裂失效分析

某仪器舱3个大套筒在振动试验过程中发生断裂,失效分析后认为套筒断裂性质为疲劳断裂;断裂原因是由于材料组织不均匀(存在大量条状析出相),以致套筒经硫酸阳极化后产生了表面腐蚀裂纹;断裂过程为在振动试验过程中表面腐蚀裂纹沿条状析出相扩展,导致套筒疲劳断裂.