<p class="ql-block"><span style="font-size:22px;">两机叶片丨某型航空发动机单晶涡轮叶片裂纹失效全面分析报告（建议收藏转发）</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;">两机动力先行</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;">航空发动机高压涡轮叶片是航空发动机中制造难度最高、技术含量最高的热端零件，其价格也不菲，不到巴掌大的一片叶片价格就和一辆速腾差不多。涡轮叶片一般采用高温合金或钛铝合金，通过精密铸造加工而成余量小、质量高的叶片毛坯。随着发动机性能的提升，高压涡轮叶片逐步发展到了定向结晶和单晶材料叶片。定向结晶是在熔模铸造型壳中使熔融合金沿着与热流相反的方向结晶凝固的一种铸造工艺，采用这种工艺成形的涡轮叶片具有很高的抗热疲劳和抗热冲击性。本报告对某型航空发动机的单晶高压涡轮叶片的裂纹失效进行了全面分析，供大家参考。</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:22px;">1 概述航空发动机（Aero-engine）是一种高度复杂和精密的热力机械，作为飞机的心脏，不仅是飞机飞行的动力，也是促进航空事业发展的重要推动力，人类航空史上的每一次重要变革都与航空发动机的技术进步密不可分，本文重点为大家介绍航空发动机的主要部件结构。涡轮叶片属于航空发动机中的热端部件，需要在高温高压的环境下工作，是航空发动机中制造难度最高的叶片。高温高压燃气在涡轮中膨胀做工，推动涡轮高速旋转以带动压气机，气流经涡轮出口进入尾喷管，压力降低，速度增加，最后排出发动机，产生动力。</span></p> <p class="ql-block"><span style="font-size:22px;">涡轮叶片的结构和材质不断升级换代。在20世纪中期，主要使用的是第二代发动机，典型型号有斯贝MK202，它主要使用实心涡轮叶片，在这之后逐渐开始使用更为先进的空心涡轮叶片，第五代发动机F135已经采用双层壁超冷/铸冷涡轮叶片。</span></p> <p class="ql-block"><span style="font-size:22px;">某型航空发动机已经累计运行了29000小时后，大修过程中，分解检查发现大量的高压涡轮一级叶片出现裂纹。一级涡轮叶片共88件，其中86件在排气边气膜孔附近出现裂纹，材料为N5单晶高温合金（对应国内DD5单晶高温合金），表面Pt+Al涂层处理，单晶空心叶片，不带叶冠。</span></p> <p class="ql-block"><span style="font-size:22px;">两机叶片丨某型航空发动机单晶涡轮叶片裂纹失效全面分析报告（建议收藏转发）</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;">两机动力先行</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 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style="font-size:22px;">航空发动机高压涡轮叶片是航空发动机中制造难度最高、技术含量最高的热端零件，其价格也不菲，不到巴掌大的一片叶片价格就和一辆速腾差不多。涡轮叶片一般采用高温合金或钛铝合金，通过精密铸造加工而成余量小、质量高的叶片毛坯。随着发动机性能的提升，高压涡轮叶片逐步发展到了定向结晶和单晶材料叶片。定向结晶是在熔模铸造型壳中使熔融合金沿着与热流相反的方向结晶凝固的一种铸造工艺，采用这种工艺成形的涡轮叶片具有很高的抗热疲劳和抗热冲击性。本报告对某型航空发动机的单晶高压涡轮叶片的裂纹失效进行了全面分析，供大家参考。</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:22px;">1 概述航空发动机（Aero-engine）是一种高度复杂和精密的热力机械，作为飞机的心脏，不仅是飞机飞行的动力，也是促进航空事业发展的重要推动力，人类航空史上的每一次重要变革都与航空发动机的技术进步密不可分，本文重点为大家介绍航空发动机的主要部件结构。涡轮叶片属于航空发动机中的热端部件，需要在高温高压的环境下工作，是航空发动机中制造难度最高的叶片。高温高压燃气在涡轮中膨胀做工，推动涡轮高速旋转以带动压气机，气流经涡轮出口进入尾喷管，压力降低，速度增加，最后排出发动机，产生动力。涡轮叶片的结构和材质不断升级换代。在20世纪中期，主要使用的是第二代发动机，典型型号有斯贝MK202，它主要使用实心涡轮叶片，在这之后逐渐开始使用更为先进的空心涡轮叶片，第五代发动机F135已经采用双层壁超冷/铸冷涡轮叶片。某型航空发动机已经累计运行了29000小时后，大修过程中，分解检查发现大量的高压涡轮一级叶片出现裂纹。一级涡轮叶片共88件，其中86件在排气边气膜孔附近出现裂纹，材料为N5单晶高温合金（对应国内DD5单晶高温合金），表面Pt+Al涂层处理，单晶空心叶片，不带叶冠。高温合金是为满足航空发动机热部件对材料的苛刻要求而开始研制的，现已成为军用和民用发动机不可取代的关键材料。本报告对开裂的高压涡轮叶片外观进行观察，对叶片进行荧光渗透检测，对裂纹断口进行宏微观观察和能谱分析，结合叶片金相组织检测结果，确定了涡轮叶片的失效机理，并分析了其失效原因。2 试验过程与结果2.1无损检测在进行荧光渗透检测之前已经采取了特殊的化学清洗方法将叶片表面的涂层去除。如图1所示，涡轮叶片荧光渗透显示可见大量的垂直于叶身方向裂纹，裂纹分布于缘板至叶尖范围，靠叶盆排气边气膜孔附近。</span></p> <p class="ql-block"><span style="font-size:22px;">图1 高压一级涡轮叶片荧光显示及裂纹形态</span></p>