涡轮导向叶片的失效分析

使用光学、电子等微观手段及宏观力学分析方法证明，由不均匀的温度分布所引起的热应力、燃气中的腐蚀性介质及铸态组织中的枝晶是引起涡轮叶片开裂的主要原因。本文还对提高其使用寿命的方式进行了探讨。

高压涡轮导向叶片裂纹分析

对某发动机高压涡轮导向叶片裂纹的性质和产生原因进行了分析。结果表明，导向器叶片裂纹的性质属典型的热疲劳断裂失效。引起该发动机导向叶片热疲劳断裂失效的主要原因是试验温度偏高，温度场分布不均、排气边冷却效果不良也是影响叶片开裂的因素。

火电厂锅炉再热器联络管裂纹分析及处理

某火电厂亚临界锅炉墙式再热器蒸汽出口至屏式再热器联络管母管及排空气管接管座产生裂纹发生渗漏。通过对墙式再热器出口管道排空气管接管座裂纹特征、结构型式、管道现场布置情况、运行环境等方面进行综合分析,认为排空气管道安装布置不合理,无保温措施,导致冷凝水倒流,形成热疲劳裂纹并逐步延伸扩展。确认产生裂纹的原因后,优化管道安装布置、对接管座结构型式做出改进并对产生裂纹的管道进行了更换,改进后锅炉运行约1.8×10^4 h后复检无缺陷。

航空发动机风扇静子叶片裂纹失效分析

针对某型航空发动机风扇静子叶片前缘靠近上缘板部位在振动疲劳试验结束后发现的裂纹故障,运用荧光探伤检测、断口宏微观分析、叶片表面划痕来历分析、源区表面检查、材质分析及有限元应力模拟分析等技术手段,对该裂纹的性质及萌生原因进行细致分析。分析结果表明:故障风扇静子叶片裂纹的性质为高周疲劳,裂纹断口疲劳起源于叶片叶盆侧前缘靠近上缘板基体表面划痕处,呈多源线性起始特征。疲劳源区距前缘距离约为2.3 mm,疲劳源区表面未见明显冶金缺陷,疲劳裂纹的萌生与叶片表面划痕有关。建议严格控制振动光饰机中磨粒棱边的圆滑度,不应存有锋利棱角,避免在振动光饰时磨粒划伤叶片表面,降低叶片表面完整性,在叶片划伤部位出现应力集中现象。

灰铁刹车盘裂纹的失效分析

为了解决刹车盘在服役过程中存在表面裂纹的问题,对此进行了失效分析。结果表明:石墨形态为A形石墨+C形石墨,A型石墨占90%,石墨长度3级,硬度为223 HB均符合技术要求;基体组织为铁素体+珠光体,在刹车盘表面的石墨周围,存在片层状珠光体组织,硬度为347 HB;刹车盘工作时,表面温度较高,温度梯度较大,在高温下形成了应力和应变集中,导致出现了疲劳裂纹并沿垂直摩擦力的方向朝工件纵深发展,这是裂纹产生的根本原因。改进措施是安装缓速器,经过验证,解决了刹车盘表面早期开裂的问题。

NOS525钢下底座本体热锻模具失效分析

针对NOS525钢下底座本体热锻模具在早期服役过程中频繁发生表面塌陷和热疲劳裂纹失效的问题,结合下底座本体模具的失效形式及部位,采用直读光谱仪、洛氏硬度计、光学显微镜和扫描电镜分别对其材料成分、硬度和金相组织等进行了研究。同时,开展了模具不同深度及方向的取样设计,并进行了拉伸及冲击力学性能测试。此外,借助QForm软件对下底座本体的锻造过程进行仿真。试验和仿真结果表明:模具材料的显微组织中存在过长的针状马氏体和少量魏氏组织,属于晶粒粗大的过热组织,主要原因是模具在热处理过程中淬火温度过高或保温时间过长,加之回火不充分;下底座本体热锻过程中,模具工作面以及与飞边接触位置会产生明显的温度上升现象,模具工作时,型腔位置的最大应力接近试验所得的材料屈服强度,且超过了材料的疲劳强度,容易诱发模具上述部位发生表面塌陷和热疲劳裂纹,这与实际模具失效的情况相吻合。

转炉除尘水冷管开裂原因分析

采用宏观检验、金相检验、扫描电镜检验等方法对转炉除尘水冷管产生开裂的原因进行了分析。结果表明:除尘水冷管开裂是由于热应力腐蚀引起的,接触烟气一侧与背对烟气一侧的温度差较大,使水冷管受到的热应力增大,冷却水腐蚀导致接触烟气一侧的管内壁存在很多细小微裂纹及凹坑,在周期工作的环境下,最终使疲劳裂纹进一步加深直至贯穿管壁。