发动机喷管扩张密封片裂纹失效机理研究

航空发动机喷管扩张密封片采用JG4246A金属间化合物高温合金铸造。针对发动机工作过程中产生的扩张密封片裂纹故障,利用视频显微镜、扫描电镜等设备,通过对故障扩张密封片进行宏观检查、断口分析、表面形貌检查、材质分析以及JG4246A材料高温热模拟试验组织对比分析,确定扩张密封片裂纹的性质和失效机理。结果表明:扩张密封片裂纹为以热应力为主引发的疲劳裂纹;组织热模拟试验对比得出,故障部位承受的最高温度已超过JG4246A的许用温度1 200℃,组织中初生γ'相明显回溶,导致性能大幅降低;在冷热交变条件下,故障部位产生较大的热应力梯度,超过了材料的疲劳极限,从而最终导致疲劳开裂。提出提高铸造工艺和优化设计的改进建议。