材料失效分析叶片榫齿表面缺陷分析

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1、叶片榫齿表面缺陷分析王妍一、案例内容某型发动机试车95h、外场飞行200h后返场评估。叶片除积炭处理后进行荧光检查，发现109件低压I级涡轮叶片中有3件存在荧光显示，荧光显示均位于叶片榫齿部位。该涡轮叶片材料为GH105镍基变形高温合金，经一次固溶处理。（1）高的铬含量，达20%以上，因此具有良好的抗氧化耐腐蚀性能，适合在高温燃气气氛下长期工作。（2）合金为单相奥氏体组织，结构稳定，时效倾向很小，具有优良的加工工艺性能和满意的焊接性能。（3）具有高的塑性和和对较低的强度，容易进行塑性变形，能乳成薄

2、板材，可以深冲冷加工。（4）热处理简单，只需很短时间退火便消除应力，并可控制晶粒度。二、荧光探伤荧光探伤的原理：利用紫外线荧光探伤灯所发出的紫外线来激发发光物质，使发光物质产生一种荧光，而借助这种荧光检査出工件的缺陷。图1榫齿荧光探伤图榫齿荧光显示部位位于榫槽底部或榫齿根部表面，主要分布在第一、二榫槽槽底。阁3缺陷呈点状分散分布于榫槽底部阁2清洗后荧光显示部位的灰黑色斑点阁4榫槽底部的颗粒状剥落特征图5榫槽底部的树枝状条纹三、显微观察图6榫梢底部颗粒状剥落微观特征榫梢表面麻点状的细小剥落，剥落最严

3、重的部位呈沿晶特征，晶粒表面密布微坑，呈晶间腐蚀特征。图7榫槽底部树枝状条纹微观特征“树枝条纹”是沿晶分布的细小裂口，其余特征为麻点状的细小剥落，且呈沿晶特征，晶粒表面密布微坑，呈晶间腐蚀特征，与颗粒状剥落区基木相同。、金相组织观察图8榫齿的金相组织浸蚀后观察，微裂纹均位于晶界边缘，裂纹较宽，边缘及末端相对圆滑，有掉晶现象，两侧及心部组织正常。五、能谱分析对几处缺陷进行了能谱分析，表明有C1元素的存在。六、总结1.缺陷为表层微浅的沿晶微裂，微裂的边缘及末端阑滑，屮间呈灰黑色，这些均为典型的品间腐蚀

4、特征。2.缺陷区域表面存在C1元素，而GH105合金对C1离子较为敏感，所以榫齿表面的缺陷即为C1元素造成的品间腐蚀瘢痕。2.压气机转子叶片和涡轮转子叶片榫槽，在正常情况下均不会存在C1离子，如果叶片在装配前榫槽部位已存在一定的腐蚀介质，随后将很难排出，有可能造成一定的腐蚀，但当这些腐蚀介质消耗尽，腐蚀过程将终止，形貌表现为腐蚀坑较浅，微裂边缘及末端相对圆滑，对叶片疲劳强度的影响相对较小。建议：提高加工工艺质量，减小表面微小裂纹；检查装配工序，避免含C1离子的液体侵入叶片，或者清洗工序以去除C1离

5、子。