一種增壓器渦輪盤(pán)和渦輪葉片短時(shí)超溫?fù)p傷分析.pdf

1、本文利用掃描電子顯微鏡(SEM)、光學(xué)顯微鏡(OPM)和X射線(xiàn)衍射儀(XRD)等實(shí)驗(yàn)手段，對(duì)渦輪盤(pán)材料GH2036和渦輪葉片材料K418高溫短時(shí)時(shí)效模擬處理樣品進(jìn)行了微觀組織研究，確定出過(guò)熱損傷組織形貌特征，并對(duì)增壓器渦輪盤(pán)和渦輪葉片熱損傷進(jìn)行了失效原因分析。主要結(jié)論如下： (1)模擬高溫短時(shí)時(shí)效研究： ①隨著短時(shí)時(shí)效溫度升高，K418合金的主要相組成未發(fā)生明顯變化，仍為γ、γ'和MC相，但γ'相的點(diǎn)陣常數(shù)隨著時(shí)效溫度的

2、提高略有增大。 ②隨著短時(shí)時(shí)效溫度升高，K418合金中的γ'開(kāi)始聚集長(zhǎng)大，且不斷粗化。當(dāng)溫度超過(guò)γ'溶解限時(shí)，γ'開(kāi)始回溶且其數(shù)量減少。當(dāng)時(shí)效溫度達(dá)到1200℃時(shí)，局部出現(xiàn)典型的過(guò)燒特征-(γ+γ')共晶組織初熔現(xiàn)象。隨著時(shí)效溫度的升高，K418合金基體硬度略有增加。 ③隨著短時(shí)時(shí)效溫度升高，GH2036合金的碳化物沉淀析出區(qū)面積逐漸減少，沿晶鏈狀碳化物明顯長(zhǎng)大。碳化物沉淀區(qū)的顯微硬度大于非碳化物沉淀區(qū)的顯微硬度，且隨著

3、時(shí)效溫度的升高，無(wú)論沉淀區(qū)還是非沉淀區(qū)，硬度均呈下降趨勢(shì)。 (2)渦輪盤(pán)和渦輪葉片熱損傷分析： ①失效葉片服役環(huán)境溫度過(guò)高，短時(shí)溫度超過(guò)了合金固相線(xiàn)，使得葉身出現(xiàn)了γ+γ'共晶相回熔、晶界局部熔化和微熔等熱損傷現(xiàn)象，降低了葉片的疲勞強(qiáng)度，引起葉片葉身萌生疲勞裂紋，導(dǎo)致其發(fā)生多源疲勞斷裂。失效葉片的組織形貌與其未損傷樣品在1200℃×1h高溫短時(shí)時(shí)效的組織形貌特征相似、硬度也相當(dāng)。 ②失效渦輪盤(pán)腹板與氣封圈之間發(fā)生