定向凝固涡轮叶片裂纹成因分析

摘要

分析了定向凝固涡轮叶片开裂的性质和原因。结果表明，断口源区存在1mm<'2>左右的黑色粗糙区，该区为再结晶组织，是叶片排气边出现过负荷机械损伤，并在局部出现微裂纹，在高温下区域产生再结晶，导致存在“宏观缺陷”。该“宏观缺陷”在使用过程中高温和交变应力联合作用下，形成具有复杂断裂特征的黑色粗糙区，未发生过负荷损伤的区域则成为疲劳扩展区。该文还通过疲劳扩展应力估算、疲劳扩展寿命估算以及对过负荷损伤区大小的估算，进一步验证了上述结论。