某型发动机在进行300 h长试试车过程中, 材料为FGH4097粉末高温合金的高压涡轮盘发生断裂, 造成发动机烧毁, 对涡轮盘掉块断口进行宏观、微观观察以及能谱分析, 对故障原因进行了排查并对排查结果进行了模拟试验。结果表明: 失效的高压涡轮盘为疲劳断裂, 涡轮盘疲劳断裂的原因是其冷却孔边存在的夹杂物以及夹杂物周围的大面积原始颗粒边界(PPB), 夹杂物主要为电弧焊的焊渣, PPB是焊渣与合金反应生成的伴生物。

所属栏目

失效分析

收稿日期

2013/6/62014/5/8

作者单位

刘丽玉:北京航空材料研究院航空材料检测与评价北京市重点实验室, 中航(试金石)检测科技有限公司, 北京 100095
陶春虎:北京航空材料研究院航空材料检测与评价北京市重点实验室, 中航(试金石)检测科技有限公司, 北京 100095
刘昌奎:北京航空材料研究院航空材料检测与评价北京市重点实验室, 中航(试金石)检测科技有限公司, 北京 100095
张义文:北京钢铁研究总院, 北京 100081
李永斌:贵州黎阳航空动力有限公司, 安顺 561102

备注

刘丽玉(1983-), 女, 江西宜春人, 工程师, 硕士。

引用该论文:

LIU Li-yu,TAO Chun-hu,LIU Chang-kui,ZHANG Yi-wen,LI Yong-bin.Fracture Causes of Powder Metallurgy High Pressure Turbine Disk of an Engine[J].Materials for mechancial engineering,2014,38(8):108～112
刘丽玉,陶春虎,刘昌奎,张义文,李永斌.发动机粉末合金高压涡轮盘断裂的原因[J].机械工程材料,2014,38(8):108～112

被引情况:

【1】

何国爱,杨川,刘锋,司家勇,刘琛仄,江亮, "热挤压对粉末冶金PM-0002镍基高温合金组织及热变形行为的影响",机械工程材料 40, 65-70(2016)
参考文献

【1】

陈焕铭, 胡本芙, 张义文, 等.飞机涡轮盘用镍基粉末高温合金研究进展［J］.材料导报, 2002, 16(11): 17-19.

【2】

TRESA M P, SAMM Y T.Nickel-based superalloys for advanced turbine engines: chemistry, microstructure and properties［J］.Journal of Propulsion and Power, 2006, 22(2): 361-373.

【3】

REDAVICH J,FURRER D. Assessment of Russian P/M superalloy EP741 NP［C］// Supperalloys 2004. Pennsylvania: TMS,2004: 381-390.

【4】

赵军普, 陶字, 袁守谦, 等.粉末冶金高温合金中的原始颗粒边界(PPB)问题［J］.粉末冶金工业,2010(4): 43-48.

【5】

REDAVICH J, FURRER D.Assessment of Russian P/M superalloy EP741NP［C］//Superalloys 2004.［S.l］: TMS, 2004: 381-390.

【6】

张莹, 张义文, 张凤戈, 等.不同粒度的镍基高温合金粉末及其对P/M成形件组织性能影响的研究［J］.兵器材料科学与工程, 2002, 25(6): 34-40.

【7】

刘新灵, 陶春虎. FGH96粉末高温合金损伤行为与寿命预测［J］.失效分析与预防, 2011,6(2): 124-129.

【8】

陈光.一起奇特的高压涡轮非包容故障——左发甩出的涡轮盘断块打入右发尾啧管中［J］.航空发动机,2009,35(1): 60-62.

【9】

张义文,上官永恒.粉末高温合金的研究与发展［J］.粉末冶金工业,2004,14(6): 30-43.

【10】

REDAVICH J, CAMEIRO T, FURRER D,et al. Effect of processing and composition on the structure and properties of PM EP741 NP type alloy［J］.Journal of Aeronautics,2007,20: 97-106.