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。     

某型发动机高压压气机叶片开裂原因分析

某发动机高压压气机GH150合金叶片在进行振动疲劳试验时发生开裂,为分析叶片开裂原因,对开裂叶片进行了外观检查、断口宏微观观察、能谱分析、显微组织检查和硬度测试.结果表明,叶片的断裂性质为弯曲振动疲劳.开裂叶片的显微组织和硬度均符合技术要求,叶片的开裂与原材料质量无关.三片叶片的开裂与叶身表面存在氧化缺陷、表面晶界弱化、加工质量不好以及在轧制过程中形成的微小裂纹等加工缺陷有关.缺陷起到疲劳源的作用,从而使叶片很快萌生裂纹并扩展.通过严格控制轧制工艺参数、表面抛磨时的工作液质量和磨料形状,有效的解决了叶片表面存在缺陷的问题,从而保证了叶片的质量.     

发动机风扇转子叶片叶身裂纹分析

发动机风扇转子叶片叶身中部区域过早产生一条裂纹。通过对故障叶片进行外观检查、断口分析、表面检查、材质分析等试验手段,确定了故障叶片裂纹性质及开裂机理。结果表明:故障风扇转子叶片裂纹为起源于叶身中部叶背侧亚表面的高周疲劳裂纹;裂纹疲劳源区附近基体组织不均匀,且存在较多的长条状初生α相,降低了叶片的疲劳性能,是导致该叶片叶身中部过早开裂的主要影响因素。改进措施为控制锻造温度并保证毛坯变形量,避免长条状初生α相的形成。     

发动机自由涡轮叶片裂纹分析

发动机在持久试车例行定检孔探时发现自由涡轮叶片上有一条疑似穿透性裂纹,通过对其进行磁流、荧光检测发现,在一叶片尾缘处有一条长度为5~7 mm的裂纹。对发动机进行分解、零件荧光检测发现多片叶片均存在裂纹。采用宏观检查、断口分析、金相剖切等手段,对裂纹叶片开裂性质进行确认,并对自由涡轮叶片的开裂原因进行分析及验证。结果表明,自由涡轮叶片裂纹性质为疲劳开裂。采用有限元软件对自由涡轮叶片进行振动计算及载荷谱复查,结果表明,由于试车载荷谱发生改变,转子与叶片在工作转速范围内形成共振,造成叶身高阶弯曲疲劳裂纹。     

高压涡轮导向叶片裂纹定性分析

对国内某型飞机发动机在试车及飞行后,在高压涡轮导向叶片局部出现的裂纹进行了系统的研究和分析,通过对裂纹宏观形貌、裂纹的断口形貌和叶片金相组织状态的分析对比,对叶片裂纹性质进行了确认,该叶片气膜孔边缘裂纹为热疲劳裂纹,早期疲劳开裂与尖锐的气膜孔孔口边缘有关。     

航空发动机风扇叶片裂纹失效分析

航空发动机风扇叶片产生了裂纹故障。通过对故障叶片进行外观检查、断口分析、叶尖端面检查、化学成分分析、硬度检测及金相组织分析,确定了风扇叶片裂纹的性质和产生原因。结果表明:风扇叶片裂纹为高周疲劳裂纹;钛合金风扇叶片与镍包石墨涂层摩擦相容性差,叶片与机匣镍包石墨涂层发生严重摩擦是导致叶片产生早期疲劳开裂的主要原因;同时,结构的应力集中以及振动应力也会引起疲劳裂纹的萌生及扩展;并提出了相应的改进建议,避免类似故障的发生。     

发动机喷管扩张密封片裂纹失效机理研究

航空发动机喷管扩张密封片采用JG4246A金属间化合物高温合金铸造。针对发动机工作过程中产生的扩张密封片裂纹故障,利用视频显微镜、扫描电镜等设备,通过对故障扩张密封片进行宏观检查、断口分析、表面形貌检查、材质分析以及JG4246A材料高温热模拟试验组织对比分析,确定扩张密封片裂纹的性质和失效机理。结果表明:扩张密封片裂纹为以热应力为主引发的疲劳裂纹;组织热模拟试验对比得出,故障部位承受的最高温度已超过JG4246A的许用温度1 200℃,组织中初生γ'相明显回溶,导致性能大幅降低;在冷热交变条件下,故障部位产生较大的热应力梯度,超过了材料的疲劳极限,从而最终导致疲劳开裂。提出提高铸造工艺和优化设计的改进建议。     

发动机低压涡轮导向叶片裂纹分析

低压涡轮导向叶片是发动机中重要热端部件之一,叶片在高温燃气环境下工作,服役条件十分恶劣。发动机工作结束后,发现低压涡轮导向叶片表面存有裂纹和基体缺失现象。通过外观检查、断口宏微观分析、材质分析、气膜孔检查及热模拟试验等手段,对低压涡轮导向叶片的裂纹性质及萌生原因进行分析研究。结果表明:故障低压涡轮导向叶片的裂纹性质为疲劳裂纹,叶片在工作过程中热障涂层脱落,导致叶片组织超温,使其抗疲劳性能下降并萌生疲劳裂纹。     

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。     

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.     

燃气轮机低压压气机转子叶片断裂分析

某型燃气轮机运行近1 000 h后,发生2片低压压气机转子叶片脱榫断裂和同级多片榫头裂纹故障。通过对断裂和裂纹叶片外观观察、断口分析、化学成分分析、硬度检测和金相检验等手段,确认了断裂和裂纹叶片失效模式相同,均属振动疲劳断裂,盘和叶片配合不良引起微动磨损是该级叶片早期振动疲劳断裂的主要原因。盘、片配合不良主要是由于配合面间无防磨损涂层,在应用过程中产生氧化和磨损引起的;通过盘和叶片榫齿配合面涂干膜润滑,有效解决了盘片配合面微动磨损问题。     

K417G低压涡轮转子叶片振动疲劳断裂特征研究

对振动试验开裂的101件发动机低压涡轮转子叶片的裂纹形态、分布、裂纹断口等进行研究。结果表明:所有叶片裂纹均为横向裂纹,其中大部分叶片源区未见缺陷,裂纹位置主要集中在叶根附近进气边前缘或排气边尾缘位置,少数叶片裂纹萌生于疏松,位置随机分布;所有叶片断口均出现3个区域,即源区、沿{111}滑移面扩展的第Ⅰ阶段扩展区和叶片径向垂直的第Ⅱ阶段扩展区;源区主要为单疲劳源,第Ⅰ阶段扩展区发展充分,宏观上可见与叶片径向大致呈45°的反光小平面,微观上断口可见河流花样、滑移台阶和锯齿状断面等特征,第Ⅱ阶段扩展区断面平整,微观上可见间距不足1 μm的细密疲劳条带。     

热电厂汽轮机叶片断裂原因分析

    对某石化公司热电厂8号汽轮机的断裂叶片进行了宏观形貌、化学成分、金相组织以及扫描电镜形貌和元素成分能谱分析.结果表明,该叶片的断裂属于腐蚀疲劳失效;叶片上的点蚀坑是裂纹源;引起叶片发生点腐蚀的原因是蒸汽中存在的氯、硫等介质.     

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.     

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。     

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。     

发动机压气机叶片断裂故障分析与试验验证

发动机工作过程中出现燃气温度偏高的异常现象,返厂试车过程中Ⅱ级、Ⅲ级压气机转子叶片发生断裂。通过分解检查和理化分析,确定各断裂叶片的断裂性质及首断件;从设计、制造、装配、使用方面对首断件断裂原因进行分析,并采用整机模拟燃气温度偏高试验和压气机叶片叶尖振幅测量试验对断裂原因进行验证。结果表明:Ⅱ级压气机部分转子叶片发生高周疲劳断裂,为首断件;发动机严重进气畸变状态下,燃气温度偏高,Ⅱ级转子叶片一阶弯曲振动应力过高;可调叶片角度不准确、非正常激励频率是导致压气机叶片断裂的原因。