涡轴六发动机Ⅰ级燃气涡轮叶片断裂失效分析

一、概述 涡轴六发动机是直八飞机的动力装置,有两级燃气涡轮,都是涡轮盘和叶片为一体的整体件。涡轮最高转速为33000转/分,材料为变形GH71O合金,相似于美国Udimet710合金。 010号发动机在100Oh长期台架试车过程中,工作到879h14min、反复起动701次时,发动机出现异常振动,经分解检查,发现Ⅰ级燃气涡轮21~#叶片断裂。其余叶片未断,但许多叶片被折断叶片击伤,使排气边顶端发生不同程度变形,甚至开裂、缺损。     

GH710合金的初生γ''''相对组织和性能的影响

GH710合金是一种高铝、钛的镍基合金,已在某涡轴发动机上用作整体燃气涡轮。由于合金的工艺塑性较低,目前整体涡轮只能采用铸锭包套镦饼而后机加工叶片的办法应付生产,这种工艺给生产和使用带来一定的弊病。因此,寻求既能省料、省时又能保证冶金质量的热加工工艺很有必要。为此,研究其重要组成相—初生γ′相在加热过程中的变化及其对性能的影响,为热工艺的改进提供可靠依据。     

单晶叶片推动了性能的改进

先进的铸造工艺包括在较高铸造温度下具有较大稳定性的新型陶瓷芯和改进的高温合金。采用这种新工艺可以实现对新型发动机用更为复杂和耐用零件的设计。燃气涡轮发动机用单晶叶片与等轴或定向凝固     

航空与航天用钛合金的发展

自从30年以前人们第一次利用钛合金作为燃气涡轮航空发动机的压气机叶片以来,钛合金的用量显著增加,现已广泛应用在航空发动机和飞机骨架中。钛合金在燃气涡轮发动机中的应用30年来,钛合金的操作温度已由300℃左右提高到600℃。具体地说,1948年时IMI318合金用在325℃,1958年时IMI550合金用在400℃,1965年时IMI684合金用在     

铸造高温合金单晶叶片晶粒度选择器模料的研制

1.前言 随着航空发动机性能的不断提高,对航空涡轮发动机部件(包括涡轮盘、涡轮叶片)工作寿命的要求也在提高。国外研制了柱状晶材料、单晶材料、共晶复合材料等,并且进行了柱状晶、单晶叶片生产方法的研究工作。采用单晶涡轮叶片可以延长发动机的使用寿命和降低燃油消耗率。单晶涡轮叶片的制造方法在欧美和苏联已经用于工业生产。 我们从1981年开始研制铸造镍基高温合金     

一种粉末镍基高温合金

80年代中后期前苏联定型了一种用于800℃以下工作的燃气涡轮发动机涡轮盘和压气机盘的3Ⅱ741Ⅱ粉末镍基高温合金。该合金的化学成分等要求,分别列于表1～6。     

863计划“先进粉末高温合金的研制及制备技术”项目课题通过技术验收

正日前,"十二五"863计划新材料领域"先进粉末高温合金的研制及制备技术"课题通过技术验收。该课题由北京航空材料研究院承担,针对先进航空发动机涡轮盘高温、高强、长寿命、低成本和高可靠性的要求,以及汽车发动机增压涡轮高性能、低成本的需求,开发出新一代粉末高温合金。课题突破了氩气雾化高温合金细粉、氧含量、球形度和非金属夹杂物控制等关键技术,成功制备出低氧纯净细颗粒的高温合金粉末,满足了粉末涡轮盘和增压涡轮研制需要,为我国粉末高温合金涡轮盘的研制和低成本制备汽车增压涡轮提供了有力保证。     

定向结晶发展方向

定向结晶可显著提高高温合金的使用性能,是一种有前途的工艺方法。近年来,由于该工艺的应用,已使燃气涡轮发动机的有效工作系数得到了提高。 但是,工业上采用的定向结晶工艺,晶体生长前沿温度梯度较小,实际上不能控制合金的组分范围,而且获得的定向组织为粗枝晶组织。虽然与等轴组织相比,可     

航空燃气涡轮发动机典型零件寿命估算

本文着重评述涡轮叶片、涡轮盘寿命估算的一些方法。在高温高负荷下工作的燃气涡轮发动机零件,其载荷历程和环境介质的影响十分复杂,因此,使准确估计零件的使用寿命受到限制。本文仅就国外关于寿命估算和蠕变疲劳裂纹扩展的研究现况作一简要介绍。     

一种抗高温氧化的新型可控热膨胀高温合金

—种抗高温氧化的新型可控热膨胀高温合金可控热膨胀高温合金是航空燃气发动机很有用的材料，其尺寸稳定，在广泛温度范围内使转子和静子之间的间隙保持最小，以提高燃气涡轮发动机的热效率。在目前先进航空涡扇发动机中无论是被动间隙控制或是动间隙控制技术中，涡轮机匣...     

先进航空发动机涡轮盘制备工艺及其关键技术

发动机技术复杂、难度大,是制约飞机制造业发展的瓶颈问题。涡轮盘是航空发动机涡轮、燃烧室和压气机3大关键部件的核心零件,其性能直接决定发动机的整体性能。随着科学技术的进步,航空发动机的推重比越来越高,涡轮前温度越来越高,同时发动机要求高性能、长寿命、高可靠性、低成本,这些极大地推动了涡轮盘等关键零部件的研究、开发和生产必须在科学技术创新的基础上采用先进材料、先进制造技术和先进设计理念和规范。     

硅酸铝耐火纤维保温帽对铸造高温合金铸锭质量的改进

一、前 言 高温合金是一种能在高温下保持优良的物理和机械性能的材料,尤其是铸造高温合金直接用来生产航空发动机的高温热部件——导向叶片和涡轮叶片。它的质量好坏关系到发动机的寿命和安全,因此控制这些热部件的质量已引起国内外生产单位和冶金工作者的普遍重视。对生产这些热部件的母合金料锭质量的检     

冷却速度对K3合金组织和性能的影响

一、前言 铸造高温合金在航空燃气涡轮发动机上作导向叶片和涡轮叶片材料已得到了广泛的应用。对镍基铸造高温合金的大多数研究结果表明,镍基铸造高温合金机械性能的显微结构特征受着铸造工艺参数的影响。我们的研究工作证明,铸造高温合金的组织和性能对铸造、结晶条件的变化相当敏感,即使同一零件不同     

抗热腐蚀和抗氧化性能优异的单晶高温合金CMSX-11

Cannon-Muskegon研制了两种单晶高温合金CMSX-11B和CMSX-11C,它们具有良好的抗热腐蚀、抗氧化的综合性能,并可直接满足燃气涡轮发动机部件的需要.     

定向凝固涡轮叶片合金DZ22

一、前言 定向凝固DZ22镍基高温合金是为我国先进的航空燃气涡轮发动机研制的叶片材料,作涡轮工作叶片可用于950～1000℃,作导向叶片可用于1000～1050℃,其化学成分与美国的PWA1422(即DS Mar-M200+Hf)合金基本相同。     

燃气轮机抗热腐蚀DD8单晶叶片材料及其应用研究

一、概述 抗热腐蚀单晶叶片材料DD8合金的研究工作,是西安航空发动机公司与金属研究所在共同研制WS9G2(13000马力)燃气发生器高压二级涡轮叶片材料DZ38G定向凝固叶片工作的基础上,为开发研制WS9G3(15000马力)燃气发生器涡轮叶片材料时,由设计部门提出来的。     

五轴联动数控展成电解磨床原理与控制

为解决整体叶轮叶片型面的精加工难题,进行了五轴联动数控展成电解磨削整体叶轮的基础研究。根据数控展成电解磨削整体叶轮叶片型面这一加工方法的特点,在分析了数控展成电解磨削整体叶轮原理的基础上,对磨削系统的结构与运动进行了总体设计,提出了经济型多轴数控系统及其联动控制方法,建立了电解磨削非平行直纹展成曲面的数学模型,开发了五轴联动数控展成电解磨削自动数控编程系统,对航空发动机整体叶轮的叶片型面进行了电解磨削。五轴联动数控展成电解磨削技术为整体叶轮叶片型面的精加工提供了一种新的加工手段。     

复杂整体叶轮数控加工关键技术研究

在我国的高速发展的工业过程中,数控加工以其高速、高效、高精度成为制造业不可缺少的重要环节。因此,掌握数控加工的关键技术是提高工业生产的效率和精度的必要途径。在我国,复杂整体叶轮航天航空发动机、大型舰船、汽轮机、压缩机等动力机械的发动机及涡轮增压器中,这种复杂零件的加工精度,直接决定了我国工业生产的效率和大型装备的精度。在复杂整体叶轮数控加工的过程中的关键的技术是复杂整体叶轮加工精度的保障。在下文中,我们将对复杂整体叶轮数控加工进行简单的介绍,并对其中应用的关键技术进行进一步的分析。     

GH99与ЭП693合金板材标准比较

ＧＨ９９与ЭП６９３合金板材标准比较北京航空材料研究所王炳林ＧＨ９９是我国冶金与航空工业部门大力协同自行研制的一种用于航空燃气涡轮发动机加力燃烧室简体的时效强化型镍基合金。该合金已成功地在多种现役发动机中使用，对于减轻发动机的重量具有很大意义。ＧＨ９...     

热障涂层性能检测技术发展现状

1 前言提升涡轮进口温度是提升航空发动机推重比的重要途径.国内外研究表明,在维持其他条件不变的前提下,涡轮进口温度每升高50℃,可提升航空发动机推力7%~8%.随着技术不断发展,当前最先进的涡扇航空发动机的涡轮进口温度已经超过1900K,该温度远超常用高温合金材料的熔点.因此,如何提升航空燃气涡轮发动机热端部件的耐高温性能成为航空发动机发展的焦点问题之一.从20世纪50年代至今,国内外众多科研工作者针对这一问题开展了大量研究,最终形成了提高航空发动机涡轮叶片耐久性与可靠性的3大技术:高温合金等耐高温结构材料技术、高效气冷技术以及热障涂层技术.