亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        內(nèi)涵噴管裂紋產(chǎn)生原因

        2021-08-30 08:31:08陳昌達(dá)曾候祥
        機械工程材料 2021年8期
        關(guān)鍵詞:裂紋內(nèi)涵特征

        高 蕓,熊 勇,陳昌達(dá),曾候祥

        (中國航發(fā)貴州黎陽航空動力有限公司,貴陽 550014)

        0 引 言

        航空渦輪風(fēng)扇發(fā)動機內(nèi)涵噴管的主要功能是使發(fā)動機排出的燃?xì)馀蛎洠⑷細(xì)獾目捎霉D(zhuǎn)變?yōu)閯幽苁谷細(xì)鈴膰娍诟咚賴姵?,從而產(chǎn)生反作用推力[1-3]。噴管位于發(fā)動機尾端,在發(fā)動機工作過程中主要承受氣動力、振動應(yīng)力和熱應(yīng)力作用,其材料通常為高溫合金或耐熱鋼[4-6]。GH536合金是一種以Ni-Cr-Fe為基的固溶強化型高溫合金,主要固溶強化元素為鉬、鎢和鈷;該合金在高溫下具有較高的強度,良好的耐腐蝕性能、抗氧化性能、冷熱加工性能和焊接性能,廣泛用于制造航空發(fā)動機的燃燒室部件、壓氣機盤、風(fēng)扇以及尾端噴管焊接件[7-11]。

        某型機GH536合金制內(nèi)涵噴管在工作22 h后,噴管與加強環(huán)之間的氬弧焊定位焊點和滾焊焊點處出現(xiàn)了多處裂紋。為避免此類事件再次發(fā)生,作者對該內(nèi)涵噴管裂紋產(chǎn)生原因進行了分析,并提出了改進措施。

        1 理化檢驗及結(jié)果

        1.1 裂紋宏觀形貌

        內(nèi)涵噴管由安裝邊、整流罩、噴管和加強環(huán)通過焊接連接而成,見圖1。噴管、加強環(huán)和整流罩材料均為GH536合金,厚度分別為1.2,1.5,1.0 mm。加強環(huán)通過滾焊焊接在噴管外表面,在滾焊前采用手工點焊(氬弧焊)對加強環(huán)進行定位。

        圖1 內(nèi)涵噴管宏觀形貌Fig.1 Macromorphology of inner nozzle

        由圖2可以看出:裂紋1位于加強環(huán)與噴管外表面定位焊點邊緣的熱影響區(qū),貫穿整個加強環(huán)和噴管壁厚,沿噴管軸向擴展,長度約31 mm,裂紋尾端存在輕微分叉現(xiàn)象;裂紋2位于噴管內(nèi)表面,貫穿噴管壁厚,與裂紋1垂直,沿滾焊焊點邊緣的熱影響區(qū)周向擴展,長度約23 mm。

        圖2 噴管內(nèi)外表面裂紋宏觀形貌Fig.2 Macromorphology of cracks on outer (a) and inner (b)surface of nozzle

        1.2 斷口形貌

        將裂紋人工打開后,采用OLYMPUS SZX7型體視顯微鏡觀察斷口宏觀形貌。由圖3可以看出:加強環(huán)上的裂紋1斷口表面較為平坦,呈灰白色,存在輕微的擠壓磨損痕跡;噴管上的裂紋1斷口不平坦,呈深灰色,斷口邊緣可見擠壓磨損痕跡;裂紋1的主裂紋源位于加強環(huán)外表面定位焊點的熱影響區(qū),呈線源特征,主裂紋源附近可見少量的放射棱線,未見材料缺陷;在滾焊焊點的邊緣存在一處呈點源特征的二次裂紋源,裂紋沿二次裂紋源擴展貫穿整個噴管壁厚后,在噴管外表面形成新的裂紋源并繼續(xù)擴展;在加強環(huán)和噴管上的裂紋擴展區(qū)均可見疲勞弧線。裂紋2的整個斷口呈深灰色,斷口不平坦;裂紋2的裂紋源位于噴管外表面滾焊焊點的邊緣,共4處,均呈短線源特征,裂紋源區(qū)均未見材料缺陷。

        圖3 裂紋1和裂紋2斷口宏觀形貌圖3 Macromorphology of fracture of crack 1 (a) and crack 2 (b)

        在蔡司Gemini 300型掃描電鏡(SEM)下觀察裂紋1和裂紋2斷口微觀形貌。由圖4可以看出:裂紋1斷口主裂紋源位于加強環(huán)上,呈線源特征,附近可見放射棱線,斷口以類解理斷裂特征為主,存在輕微的擠壓磨損痕跡,未見材料缺陷;加強環(huán)上的裂紋擴展區(qū)可見疲勞弧線和細(xì)密疲勞條帶。

        圖4 加強環(huán)上裂紋1斷口SEM形貌Fig.4 SEM morphology of fracture of crack 1 on reinforcing ring:(a) low magnification fracture and (b) crack propagation region

        由圖5可以看出:滾焊焊點位置的裂紋由加強環(huán)一側(cè)向噴管擴展,滾焊焊點處的裂紋斷口可見細(xì)密疲勞條帶。噴管裂紋斷口上的二次裂紋源位于噴管外表面一側(cè)的滾焊焊點邊緣,呈點源特征,附近可見放射棱線;該二次裂紋源存在擠壓磨損痕跡,呈類解理斷裂特征;裂紋擴展區(qū)可見疲勞弧線和大量細(xì)密疲勞條帶。

        圖5 滾焊焊點處裂紋1斷口SEM形貌Fig.5 SEM morphology of fracture of crack 1 at rolled weld:(a) low magnification and (b) high magnification

        由圖6可以看出:裂紋2的裂紋源位于噴管外表面滾焊焊點邊緣的熱影響區(qū),共4處,均呈線源特征,裂紋源附近均可見放射棱線,斷口呈類解理斷裂特征,未發(fā)現(xiàn)材料缺陷;裂紋擴展區(qū)可見細(xì)密疲勞條帶,斷口呈類解理斷裂特征。

        圖6 裂紋2斷口宏觀和微觀形貌Fig.6 Macromorphology (a) and micromorphology (b) offracture of crack 2

        1.3 顯微組織

        在滾焊焊點位置和噴管、加強環(huán)母材上取樣,經(jīng)磨拋,采用氯化銅+鹽酸的酒精溶液腐蝕后,在LEICA DMI5000M型光學(xué)顯微鏡下觀察顯微組織。由圖7可以看出:滾焊焊點的焊縫區(qū)為鑄造枝晶組織;近加強環(huán)和噴管的熱影響區(qū)的晶粒均未見明顯長大,晶粒度級別均為7級,符合HB 5495-1992標(biāo)準(zhǔn)要求(晶粒度級別不低于4級)。

        圖7 噴管和加強環(huán)滾焊接頭的顯微組織Fig.7 Microstructures of rolled weld joint of nozzle and reinforcing ring: (a) weld edge on nozzle side; (b) base metal of nozzle;(c) weld edge of reinforcing ring side and (d) base metal of reinforcing ring

        1.4 化學(xué)成分

        在噴管和加強環(huán)上取樣進行化學(xué)成分分析,其中碳、硫元素用Leco CS-844型紅外碳硫儀測試,鉻、鈷、鎢、鉬、鋁、鈦、鐵、錳、硅、磷以及銅元素用PerkinElmer Avio500型等離子體發(fā)射光譜儀測試。由表1可以看出:噴管和加強環(huán)的化學(xué)成分均滿足HB 5495-1992標(biāo)準(zhǔn)要求。

        表1 噴管和加強環(huán)的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))

        2 裂紋產(chǎn)生原因分析

        在噴管外表面定位焊點和滾焊焊點附近沿軸向和周向各形成1條裂紋,判斷軸向裂紋(裂紋1)為先形成的裂紋,周向裂紋(裂紋2)為后形成的裂紋[12]。打開裂紋后,在整個斷口上均未發(fā)現(xiàn)材料缺陷;噴管和加強環(huán)的化學(xué)成分均滿足HB 5495-1992標(biāo)準(zhǔn)要求;滾焊焊點位置的組織正常。由此推斷,裂紋的產(chǎn)生與噴管和加強環(huán)的成分無關(guān)。

        裂紋1的主裂紋源呈線源特征,位于加強環(huán)外表面定位焊點的熱影響區(qū),附近可見細(xì)密疲勞條帶,在裂紋擴展區(qū)可見疲勞弧線和細(xì)密疲勞條帶。裂紋2的裂紋源共有4處,均位于噴管外表面滾焊焊點邊緣的熱影響區(qū),裂紋擴展區(qū)可見細(xì)密疲勞條帶。可見2條裂紋均為萌生時應(yīng)力較大、擴展時應(yīng)力較小的疲勞裂紋。

        疲勞失效是航空發(fā)動機零部件失效的主要形式之一。在疲勞加載過程中,零部件受到應(yīng)力集中作用,疲勞裂紋容易在表面萌生[13-14]并擴展,導(dǎo)致疲勞壽命降低[15-18]。內(nèi)涵噴管位于發(fā)動機尾端,在疲勞加載過程中,噴管主要承受氣動力、振動應(yīng)力及熱應(yīng)力作用。噴管與加強環(huán)之間的焊接熱影響區(qū)存在殘余熱應(yīng)力,同時由于焊點的凸起或凹陷,該位置容易產(chǎn)生應(yīng)力集中;定位焊點會束縛加強環(huán)的冷熱收縮,影響加強環(huán)與噴管振動的協(xié)調(diào)性。因此,定位焊點和后續(xù)滾焊焊點熱影響區(qū)存在較大應(yīng)力,裂紋易在此處萌生。

        內(nèi)涵噴管由安裝邊、整流罩、噴管和加強環(huán)通過焊接連接而成。國外發(fā)動機噴管和加強環(huán)之間的連接方式有鉚接、滾焊及氬弧焊3種,其成品均未在噴管和加強環(huán)之間發(fā)現(xiàn)殘留的定位焊點。該失效內(nèi)涵噴管的工藝要求為在噴管出口端外表面施加氬弧焊定位焊,最后采用車削加工去除噴管及加強環(huán)預(yù)留的加工余量,同時去除氬弧焊定位焊點。復(fù)查工藝流程發(fā)現(xiàn),實際定位焊點位置不滿足工藝要求(見圖8),且在最后車削加工過程中沒有去除定位焊點。

        圖8 實際定位焊點和工藝要求定位焊點位置示意Fig.8 Diagram of positions of actual tack welding spot andprocess required tack welding spot

        綜上,內(nèi)涵噴管未按工藝規(guī)定的位置進行氬弧焊定位,并且沒有車削加工去除焊點,造成噴管和加強環(huán)之間存在定位焊點;在疲勞加載過程中,定位焊點和后續(xù)滾焊焊點的熱影響區(qū)存在應(yīng)力集中,導(dǎo)致疲勞裂紋萌生。建議通過打磨定位焊點來延緩或消除裂紋的產(chǎn)生;在噴管出口端嚴(yán)格按照工藝要求施加氬弧焊定位焊,并在車削加工過程中去除定位焊點。

        3 結(jié) 論

        (1) 該內(nèi)涵噴管上的裂紋為萌生時應(yīng)力較大、擴展時應(yīng)力較小的疲勞裂紋;內(nèi)涵噴管未按工藝規(guī)定的位置進行氬弧定位焊,并且沒有對焊點進行機加工去除,在疲勞加載過程中,定位焊點和后續(xù)滾焊焊點熱影響區(qū)存在應(yīng)力集中,導(dǎo)致疲勞裂紋萌生。

        (2) 建議通過打磨定位焊點來延緩或消除裂紋的產(chǎn)生;在噴管出口端嚴(yán)格按照工藝要求施加氬弧焊定位焊,并進行車削加工去除。

        猜你喜歡
        裂紋內(nèi)涵特征
        裂紋長度對焊接接頭裂紋擴展驅(qū)動力的影響
        活出精致內(nèi)涵
        理解本質(zhì),豐富內(nèi)涵
        如何表達(dá)“特征”
        Epidermal growth factor receptor rs17337023 polymorphism in hypertensive gestational diabetic women: A pilot study
        不忠誠的四個特征
        挖掘習(xí)題的內(nèi)涵
        抓住特征巧觀察
        要準(zhǔn)確理解“終身追責(zé)”的豐富內(nèi)涵
        預(yù)裂紋混凝土拉壓疲勞荷載下裂紋擴展速率
        国产亚洲女人久久久久久| 亚洲精品成人网线在线播放va| 孩交精品xxxx视频视频| 日韩亚洲制服丝袜中文字幕| 午夜一区二区在线视频| 精品人妻一区三区蜜桃| 日韩成人无码| 国产剧情福利AV一区二区| 国产伦精品一区二区三区在线| 免费人成视频网站在在线| 中文字幕人妻无码一夲道| 日本一本久道| 成人在线视频自拍偷拍| 日产一区二区三区免费看| 久久www色情成人免费观看| 亚洲欧洲日产国码无码AV一| 亚洲中文字幕第一第二页| 麻豆文化传媒精品一区观看| 亚洲精品字幕| 精品人伦一区二区三区蜜桃麻豆| 老岳肥屁熟女四五十路| 99在线精品免费视频| 内射精品无码中文字幕| 亚洲第一免费播放区| 亚洲国产区中文在线观看| 国产精品中文久久久久久久| 亚洲AV无码一区二区三区日日强 | 国产成熟人妻换╳╳╳╳| 国产91吞精一区二区三区| av有码在线一区二区三区| 成人艳情一二三区| 亚洲中文字幕无码专区| 亚洲AⅤ乱码一区二区三区| 亚洲av毛片在线网站| 亚洲va中文字幕| 人妻丰满熟妇AV无码片| 字幕网中文字幕精品一区| 亚洲综合av永久无码精品一区二区| 国精产品一区二区三区| 中文字幕人成乱码中文乱码| 开心五月婷婷激情综合网|