<p class="ql-block"><span style="font-size:22px;">兩機(jī)葉片丨某型航空發(fā)動機(jī)單晶渦輪葉片裂紋失效全面分析報告（建議收藏轉(zhuǎn)發(fā)）</span></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><span style="font-size:22px;">GT-union</span></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><span style="font-size:22px;">兩機(jī)動力先行</span></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><span style="font-size:22px;">2025年05月10日 08:40</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:22px;">北京</span></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><span style="font-size:22px;">2人</span></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><span style="font-size:22px;">航空發(fā)動機(jī)高壓渦輪葉片是航空發(fā)動機(jī)中制造難度最高、技術(shù)含量最高的熱端零件，其價格也不菲，不到巴掌大的一片葉片價格就和一輛速騰差不多。渦輪葉片一般采用高溫合金或鈦鋁合金，通過精密鑄造加工而成余量小、質(zhì)量高的葉片毛坯。隨著發(fā)動機(jī)性能的提升，高壓渦輪葉片逐步發(fā)展到了定向結(jié)晶和單晶材料葉片。定向結(jié)晶是在熔模鑄造型殼中使熔融合金沿著與熱流相反的方向結(jié)晶凝固的一種鑄造工藝，采用這種工藝成形的渦輪葉片具有很高的抗熱疲勞和抗熱沖擊性。本報告對某型航空發(fā)動機(jī)的單晶高壓渦輪葉片的裂紋失效進(jìn)行了全面分析，供大家參考。</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:22px;">1 概述航空發(fā)動機(jī)（Aero-engine）是一種高度復(fù)雜和精密的熱力機(jī)械，作為飛機(jī)的心臟，不僅是飛機(jī)飛行的動力，也是促進(jìn)航空事業(yè)發(fā)展的重要推動力，人類航空史上的每一次重要變革都與航空發(fā)動機(jī)的技術(shù)進(jìn)步密不可分，本文重點為大家介紹航空發(fā)動機(jī)的主要部件結(jié)構(gòu)。渦輪葉片屬于航空發(fā)動機(jī)中的熱端部件，需要在高溫高壓的環(huán)境下工作，是航空發(fā)動機(jī)中制造難度最高的葉片。高溫高壓燃?xì)庠跍u輪中膨脹做工，推動渦輪高速旋轉(zhuǎn)以帶動壓氣機(jī)，氣流經(jīng)渦輪出口進(jìn)入尾噴管，壓力降低，速度增加，最后排出發(fā)動機(jī)，產(chǎn)生動力。</span></p> <p class="ql-block"><span style="font-size:22px;">渦輪葉片的結(jié)構(gòu)和材質(zhì)不斷升級換代。在20世紀(jì)中期，主要使用的是第二代發(fā)動機(jī)，典型型號有斯貝MK202，它主要使用實心渦輪葉片，在這之后逐漸開始使用更為先進(jìn)的空心渦輪葉片，第五代發(fā)動機(jī)F135已經(jīng)采用雙層壁超冷/鑄冷渦輪葉片。</span></p> <p class="ql-block"><span style="font-size:22px;">某型航空發(fā)動機(jī)已經(jīng)累計運(yùn)行了29000小時后，大修過程中，分解檢查發(fā)現(xiàn)大量的高壓渦輪一級葉片出現(xiàn)裂紋。一級渦輪葉片共88件，其中86件在排氣邊氣膜孔附近出現(xiàn)裂紋，材料為N5單晶高溫合金（對應(yīng)國內(nèi)DD5單晶高溫合金），表面Pt+Al涂層處理，單晶空心葉片，不帶葉冠。</span></p> <p class="ql-block"><span style="font-size:22px;">兩機(jī)葉片丨某型航空發(fā)動機(jī)單晶渦輪葉片裂紋失效全面分析報告（建議收藏轉(zhuǎn)發(fā)）</span></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><span style="font-size:22px;">GT-union</span></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><span style="font-size:22px;">兩機(jī)動力先行</span></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><span style="font-size:22px;">2025年05月10日 08:40</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:22px;">北京</span></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><span style="font-size:22px;">2人</span></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><span style="font-size:22px;">航空發(fā)動機(jī)高壓渦輪葉片是航空發(fā)動機(jī)中制造難度最高、技術(shù)含量最高的熱端零件，其價格也不菲，不到巴掌大的一片葉片價格就和一輛速騰差不多。渦輪葉片一般采用高溫合金或鈦鋁合金，通過精密鑄造加工而成余量小、質(zhì)量高的葉片毛坯。隨著發(fā)動機(jī)性能的提升，高壓渦輪葉片逐步發(fā)展到了定向結(jié)晶和單晶材料葉片。定向結(jié)晶是在熔模鑄造型殼中使熔融合金沿著與熱流相反的方向結(jié)晶凝固的一種鑄造工藝，采用這種工藝成形的渦輪葉片具有很高的抗熱疲勞和抗熱沖擊性。本報告對某型航空發(fā)動機(jī)的單晶高壓渦輪葉片的裂紋失效進(jìn)行了全面分析，供大家參考。</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:22px;">1 概述航空發(fā)動機(jī)（Aero-engine）是一種高度復(fù)雜和精密的熱力機(jī)械，作為飛機(jī)的心臟，不僅是飛機(jī)飛行的動力，也是促進(jìn)航空事業(yè)發(fā)展的重要推動力，人類航空史上的每一次重要變革都與航空發(fā)動機(jī)的技術(shù)進(jìn)步密不可分，本文重點為大家介紹航空發(fā)動機(jī)的主要部件結(jié)構(gòu)。渦輪葉片屬于航空發(fā)動機(jī)中的熱端部件，需要在高溫高壓的環(huán)境下工作，是航空發(fā)動機(jī)中制造難度最高的葉片。高溫高壓燃?xì)庠跍u輪中膨脹做工，推動渦輪高速旋轉(zhuǎn)以帶動壓氣機(jī)，氣流經(jīng)渦輪出口進(jìn)入尾噴管，壓力降低，速度增加，最后排出發(fā)動機(jī)，產(chǎn)生動力。渦輪葉片的結(jié)構(gòu)和材質(zhì)不斷升級換代。在20世紀(jì)中期，主要使用的是第二代發(fā)動機(jī)，典型型號有斯貝MK202，它主要使用實心渦輪葉片，在這之后逐漸開始使用更為先進(jìn)的空心渦輪葉片，第五代發(fā)動機(jī)F135已經(jīng)采用雙層壁超冷/鑄冷渦輪葉片。某型航空發(fā)動機(jī)已經(jīng)累計運(yùn)行了29000小時后，大修過程中，分解檢查發(fā)現(xiàn)大量的高壓渦輪一級葉片出現(xiàn)裂紋。一級渦輪葉片共88件，其中86件在排氣邊氣膜孔附近出現(xiàn)裂紋，材料為N5單晶高溫合金（對應(yīng)國內(nèi)DD5單晶高溫合金），表面Pt+Al涂層處理，單晶空心葉片，不帶葉冠。高溫合金是為滿足航空發(fā)動機(jī)熱部件對材料的苛刻要求而開始研制的，現(xiàn)已成為軍用和民用發(fā)動機(jī)不可取代的關(guān)鍵材料。本報告對開裂的高壓渦輪葉片外觀進(jìn)行觀察，對葉片進(jìn)行熒光滲透檢測，對裂紋斷口進(jìn)行宏微觀觀察和能譜分析，結(jié)合葉片金相組織檢測結(jié)果，確定了渦輪葉片的失效機(jī)理，并分析了其失效原因。2 試驗過程與結(jié)果2.1無損檢測在進(jìn)行熒光滲透檢測之前已經(jīng)采取了特殊的化學(xué)清洗方法將葉片表面的涂層去除。如圖1所示，渦輪葉片熒光滲透顯示可見大量的垂直于葉身方向裂紋，裂紋分布于緣板至葉尖范圍，靠葉盆排氣邊氣膜孔附近。</span></p> <p class="ql-block"><span style="font-size:22px;">圖1 高壓一級渦輪葉片熒光顯示及裂紋形態(tài)</span></p>