空心风扇叶片榫头裂纹原因分析

空心风扇叶片振动疲劳试验后在榫头表面出现裂纹。通过外观检查、断口宏微观分析、表面检查、成分分析、组织和硬度检测等试验,对裂纹性质和产生原因进行了分析研究。结果表明:叶片榫头表面裂纹为微动疲劳开裂,叶片与夹具间产生的微动磨损是导致该叶片过早萌生疲劳裂纹的主要原因,而产生微动磨损与叶片榫头的几何特征、夹具与其配合状态及榫头部位未采用表面处理措施有关。     

烟气轮机叶片断裂原因分析

某炼化厂烟气轮机一动叶片断裂引起停机事故.通过断口宏观、微观观察和叶片金相检验对叶片断裂原因进行分析,结果表明:叶片断裂性质为微动疲劳,叶片榫头与轮盘榫槽装配不良导致局部应力过大产生微动磨损是引起疲劳断裂的主要原因.     

TC11钛合金转子叶片断裂分析

某型发动机在使用过程中一片钛合金转子叶片在叶根部发生断裂故障.针对该故障叶片,开展了外观形貌观察、断口宏微观观察、金相组织检查、化学成分及硬度检测等研究工作,结合发动机工作特点,确定了叶片断裂性质和原因.结果表明:压气机转子叶片断裂性质为高周疲劳断裂,疲劳裂纹的形成与叶片局部应力状态有关,而微动磨损促进了疲劳裂纹的萌生.     

TC4钛合金耳片断裂原因分析

分析了由TC4钛合金材料制造的飞机减速板接头耳片在使用中发生断裂的故障。作动筒通过螺杆与该减速板接头耳片相连接并驱动减速板工作。通过对断裂件进行外观检查,断口宏、微观观察、能谱分析,金相组织检验等手段,确定了减速板接头耳片的断裂性质及失效原因。结果表明:该减速板接头耳片的断裂性质为疲劳断裂,其断裂源是由耳片内孔与连接螺杆之间接触所产生的微动磨损引发的;产生微动磨损的原因是由于耳片与连接作动筒的螺杆之间配合间隙不当和润滑不良所致。     

超细晶纯钛的微动疲劳特性

利用自行设计的微动疲劳实验夹具装置研究超细晶纯钛在柱面-平面接触下的微动疲劳特性,分析循环应力对其微动疲劳寿命的影响,通过观察接触区磨损和断口形貌,分析其微动损伤机制。结果表明,当法向载荷不变时,超细晶纯钛的微动疲劳寿命随着循环应力的增加而减小,比常规疲劳寿命更小。微动疲劳裂纹于接触区边缘萌生,磨损区破裂严重且附着有磨粒,在磨粒磨损作用下加速了试样的疲劳失效。断口同时呈现出疲劳形貌和微动形貌,形貌从平滑转向粗糙直至断裂,裂纹由小变大,裂纹扩展速率也逐渐增加,且在裂纹扩展区存在二次裂纹;由于受力不均在裂纹扩展区与断裂区之间存在山脊状形貌。     

风机叶片断裂原因分析

对风机第11级动叶片进行了痕迹、显微组织和断口宏微观分析.结果表明,叶片的断裂模式为振动疲劳,叶片榫头与榫槽配合不当是萌生疲劳裂纹的主要原因.     

钛合金自冲铆接头微动磨损机理及疲劳性能

对钛合金同种TA1-TA1（TT）及异种TA1-Al5052（TA）,TA1-H62（TH）自冲铆接头进行疲劳试验,用扫描电子显微镜对断口及微动区进行观测研究其微动磨损机理,并研究下板强度对接头疲劳寿命和失效形式的影响.结果表明,断口裂纹萌生区即为微动磨损区.微动磨损导致微动区亚表面产生微裂纹并逐步扩展为宏观疲劳裂纹导致接头最终失效;微动磨屑在微动磨损过程中主要起减轻磨损作用.总体上TT接头具有最优疲劳性能,疲劳载荷较高时TA接头疲劳性能优异,疲劳载荷较低时TH接头疲劳性能优异.两板强度相当且疲劳载荷较高时失效形式主要为铆钉断裂,疲劳载荷较低时失效形式主要为下板断裂;而下板强度与上板强度相差较大时,疲劳失效形式为下板断裂.     

液压泵安装座壳体裂纹失效分析

某液压泵在进行延寿试验时发现安装座处渗油,分解检查,渗油是由安装座壳体开裂引起的.本文重点对安装座壳体上的裂纹进行了宏观形貌观察、微观断口分析,并结合化学成分分析、硬度测定结果及液压泵的工作原理和过程,确定了安装座壳体开裂的模式及原因.结果表明,安装座裂纹是微动磨损疲劳裂纹.试验台因齿轮泵损坏而造成齿轮箱内无油工作,从而导致试验台产生较大的振动,是造成液压泵安装座壳体产生微动磨损疲劳开裂的主要原因.     

柴油发电机主轴承螺栓断裂分析

分析柴油机发电机主轴承紧固螺栓断裂原因,对断裂件的化学成分、力学性能和断口宏、微观形貌等进行观察和检测。结果表明:该螺栓的化学成分除Cu元素外,其余均满足设计标准;抗拉强度高出设计要求值约为18%,硬度值超出设计要求范围上限约为5%,螺栓断裂与其材质无关,但螺栓高的强度和硬度容易使微动裂纹扩展,从而发生疲劳断裂;螺栓断面存在多处疲劳裂纹源,且裂纹扩展区较大,呈现微动疲劳断裂特征,微动疲劳是引起螺栓断裂的主要原因。     

连接螺栓的失效分析

某构件进行疲劳性能试验时,连接螺栓发生断裂。通过断口宏微观观察、金相组织检查、硬度及化学成分检测,确定了连接螺栓的断裂性质和原因。结果表明：连接螺栓的断裂性质为微动疲劳;断裂原因是球轴承上由于某种偶然因素形成缺口,导致球轴承上裂纹的萌生和扩展,球轴承裂纹的产生使得连接螺栓与球轴承之间的预紧力减小,局部松动而产生不均匀接触,在径向有规律的往复载荷作用下,导致连接螺栓产生微动磨损,进而发生微动疲劳断裂。     

TiAl低压涡轮叶片室温振动疲劳行为研究

基于TiAl低压涡轮叶片夹持榫头室温振动疲劳试验结果,分析总结TiAl低压涡轮叶片室温振动疲劳的行为特点。结果表明:叶片存在两种断裂位置,大多数叶片由榫槽底部高应力截面断裂,个别叶片由叶身铸造缺陷处断裂;叶片室温振动疲劳寿命具有较大分散性,疲劳寿命主要取决于裂纹萌生阶段的贡献,试验应力水平下叶片粗大的片层组织的尺寸、数量和分布位置会显著影响疲劳寿命,并增加疲劳寿命的分散性;叶片室温疲劳具有较高的缺陷敏感性,叶身排气边亚表面存在尺寸约0.4 mm的Al₂O₃、Y₂O₃铸造夹渣,改变了叶片的断裂位置和起源方式,形成亚表面铸造缺陷起源,并在源区附近出现沿晶断裂和光滑刻面特征,沿晶特征与等轴晶粒对应。     

TC25钛合金四级压气机盘失效分析

某型涡扇发动机在进行压气机转子低循环性能考核试验过程中四级压气机盘破裂,在设计和制造质量复查未见异常的基础上,围绕材料性能、组织、化学成份和失效件断口展开分析,除因零件的最终热处理状态与该材料的标准热处理制度不同,导致失效件在室温及500℃的断裂强度略低于技术条件要求外,其余均未见异常。综合分析认为:在振动应力、离心力等复杂应力状态下,在相同圆周上同时形成多处疲劳源,并向着五级盘方向疲劳扩展,制件失效与以节圆振动为主节径振动为辅的复合振动有关。     

某航空发动机第三级涡轮叶片失效分析

本文对某型号航空发动机GH4033第三级涡轮叶片榫头裂纹及断裂失效进行了分析,确定了失效模式为两类,第一类为蠕变疲劳裂纹,第二类为起始应力较大的高低周复合疲劳断裂.研究发现GH4033合金屈服强度偏低、晶界强化能力不足是叶片发生蠕变疲劳开裂的主要原因.而叶片的高低周复合疲劳断裂则主要与个别相邻叶片的叶冠间隙偏大引发的高振动弯曲应力及R处加工刀痕引发的应力集中有关.最后提出了预防叶片发生该类失效的措施.     

冷却风扇叶片断裂分析

冷却风扇试验过程中叶片全部发生断裂,对断裂叶片进行外观检查、金相组织和显微硬度检测,对断口进行宏微观检查、能谱分析,综合分析叶片的断裂性质和原因。结果表明:冷却风扇叶片裂纹扩展阶段的典型特征为疲劳弧线及分布在疲劳弧线间的细密疲劳条带,发生了高低周复合疲劳断裂。叶片高低周复合疲劳断裂由较大离心力叠加振动应力的综合作用引起。建议优化叶片结构,提高叶片的承载能力,降低冷却风扇叶片振动应力,严格控制铸造质量,对叶片表面进行抗疲劳性能处理。     

轴流压气机双排整流器叶片裂纹原因分析

某发动机外场试车后分解,经荧光检查发现其轴流压气机双排整流器叶片进气边叶根R位置存在裂纹。对开裂叶片进行外观检查、断口观察、金相检测、硬度测试,并对叶片工作状态进行分析,探讨裂纹成因。结果表明:叶片裂纹性质为疲劳裂纹,发动机工作时叶片固有频率与尾流激振频率发生重叠,产生共振,致使叶片叶根处裂纹萌生扩展。     

GH4037合金I级涡轮叶片断裂失效分析

某发动机在服役过程中，有7片I级涡轮叶片连续发生断裂或开裂。本文对断裂的叶片进行了断口宏微观观察、化学成分分析、金相组织检查、性能试验以及叶片排气边R检查。结果表明，叶片的断裂性质为高周疲劳断裂。断裂叶片的化学成分和力学性能符合技术条件的要求；叶片的疲劳源区未发现夹杂等冶金缺陷。7片叶片的断裂位置均在距离榫头底部62mm-67mm处，该位置是四阶振动的最大应力点，叶片的断裂与四阶振动有关。     

压气机整流器叶片裂纹分析

发动机在累计试车13h14min后,发现压气机前排整流器38片叶片中共有21片叶片进气边存在裂纹。对存在裂纹叶片的宏、微观特征进行了观察与分析,并对叶片的金相组织、硬度、化学成分进行了检测。结果表明,发动机双排整流器叶片的开裂性质为疲劳开裂,叶片的疲劳开裂是异常振动应力,加之材料碳含量偏高和组织中大量网状铁素体的存在导致钢的疲劳性能下降,多种因素综合作用导致了疲劳裂纹的萌生及扩展。     

高压压气机转子叶片断裂分析

对断裂叶片进行材质和断口等综合分析，确认高压压气机Ⅰ、Ⅱ级叶片断裂的特征和失效模式，明确叶片断裂失效与材料的力学性能等冶金因素无关。结果显示:高压压气机Ⅰ级叶片断裂为疲劳断裂，为首断件和肇事件；Ⅱ级叶盘所有叶片均为大应力作用下的疲劳断裂，为受害件。Ⅰ级叶盘叶片断裂与承受较大的共振应力有关，属于结构设计问题。进一步的分析表明，压气机Ⅰ级叶盘叶片叶型厚度超差，使得K=3激起的一阶弯曲共振转速更靠近慢车转速区域。疲劳断裂叶片在裂纹萌生处存在明显的横向加工痕迹，降低了疲劳性能。叶片表面较明显的加工损伤对Ⅰ级转子叶片断裂起到一定的促进作用。     

弯管接头开裂分析

某飞机飞行后例行检查时,2次发现回油路上与油滤相连的铝直角弯管接头出现漏油现象,经检查弯管接头螺纹部位发生开裂。通过外观检查、断口宏微观观察、断口定量分析、能谱分析、硬度检测和金相检验等方法对开裂铝直角弯管接头进行了分析。结果表明:弯管接头开裂性质为疲劳断裂,裂纹起源于弯管接头外壁表面;A弯管接头受到较大起始应力,在振动应力的作用下裂纹进一步扩展;B弯管接头螺牙底部的裂纹应在较大应力下快速扩展形成。     

飞机平尾大轴断裂故障分析

某型飞机在试验中平尾大轴发生断裂。通过断口的观察分析、颤裂部位的金相分析、硬度检测,确定了平尾大轴的失效模式,并对其断裂原因进行了分析。结果表明,该平尾大轴的断裂性质为腐蚀疲劳断裂,裂纹均起源于衬套与筒体间的定位焊点处;定位焊点处选用了强度远低于基体的08A钢焊丝,导致焊点强度过低,在工作载荷作用下焊点处过早萌生了裂纹,焊接工艺不当是大轴断裂的主要因素;平尾大轴简体内壁涂敷防锈漆的质量较差,导致筒体内壁出现严重腐蚀。裂纹源区有腐蚀坑,且裂纹扩展过程中均有腐蚀特征,说明防腐蚀措施不当引起的腐蚀对大轴断裂也有重要影响。