涡轮叶片蠕变损伤行为及固溶处理对叶片材料性能的影响

摘要

涡轮叶片是航空发动机及地面燃气轮机的重要热端部件,研究其损伤行为对涡轮叶片的制造及修复工作均有重要的意义.本文研究了长时与短时服役涡轮叶片的蠕变损伤行为,发现二者在蠕变空洞的形成机理上大致相同,而γ '相与碳化物的退化反应则有所差异,长时服役涡轮叶片的γ '相形貌更加粗大且不规则.对于碳化物,长时服役叶片的碳化物发生了由一次MC型向二次M23C6型的分解,而短时服役叶片的碳化物发生了由MC(1)型向MC(2)型的转化.此外,针对两种不同的叶片材料(K002和GTD-111高温合金),研究了不同的固溶处理制度对γ'相溶解行为的影响,发现提高固溶温度和增加固溶保温时间可以促进两种材料γ '相的溶解行为;而随着固溶时间的增加,两种材料的溶解激活能均逐渐增大,K002合金在不同固溶保温时间中的溶解激活能均大于GTD 111合金.