TC17钛合金压气机鼓筒篦齿裂纹分析研究

发动机第二寿命期到寿后返厂大修,在进行荧光检测时,发现TC17钛合金的高压压气机一、二级盘组合件连接鼓筒的三道封严齿处出现宏观裂纹。通过对连接鼓筒裂纹的分布、形态及走向进行宏、微观分析,并对裂纹打开断口进行分析,以及检查鼓筒周向4个位置的封严齿处的磨损及烧伤情况,结果表明:高压压气机一、二级盘鼓筒裂纹性质为疲劳开裂;疲劳裂纹产生的原因是封严环篦齿与蜂窝环设计间隙过小,发动机工作时出现严重对磨,产生高温,磨损导致的温升由于钛合金导热率低而不能及时传导,导致齿顶基体组织出现过热甚至过烧现象,材料性能下降,在发动机高速旋转时的对磨应力作用下,疲劳裂纹萌生和扩展。通过放宽封严环篦齿和蜂窝环之间的设计间隙,适当的改善蜂窝环的制造工艺,降低蜂窝环硬度,从而解决了此类故障。