一种镍基高温合金涡轮叶片服役组织损伤评价方法技术

本申请属于航空发动机疲劳试验领域，特别涉及一种镍基高温合金涡轮叶片服役组织损伤评价方法。包括，确定温度和应力场、开展持久损伤模拟试验、建立组织图谱、解剖服役叶片、定量表征组织损伤以及确定叶片服役温度和载荷的过程。本申请结合整机环境下叶片的温度及应力计算，确定叶片工况条件下的温度以及受力范围，设计模拟试验件，建立不同温度、应力以及时间下的γ'相形貌、γ'相体积分数和γ'相筏形程度的组织图谱；通过真实服役叶片和组织图谱中γ'相形貌、γ'相体积分数和γ'相筏形程度进行对比分析，可对整个服役叶片组织损伤情况进行分级表征，并确定叶片的服役温度和载荷。本申请系统完善、效率高、科学严谨。

A damage evaluation method of Ni base superalloy turbine blade in service

【技术实现步骤摘要】
一种镍基高温合金涡轮叶片服役组织损伤评价方法
本申请属于镍基高温合金涡轮叶片
，特别涉及一种镍基高温合金涡轮叶片服役组织损伤评价方法。
技术介绍
涡轮叶片是航空发动机及燃气轮机最重要的热端部件之一，长期处于不均匀的温度场和应力场等复杂环境下工作，面临长期蠕变，疲劳以及高温氧化、热腐蚀等多种损伤失效风险。镍基高温合金是以镍为基体,在高温范围内具有较高强度、良好抗氧化和抗燃气腐蚀能力的高温合金，广泛地用于制造航空发动机及燃气轮机的涡轮叶片等热端部件。γ'相是镍基高温合金涡轮叶片基体组织的重要强化相，其尺寸、体积分数和形貌是叶片的服役环境的最直观体现。在服役过程中，γ'相会发生长大、聚集粗化、回溶、二次析出与筏排等不同形式的转变，微观组织的退化程度直接影响其性能损伤程度，各类组织均与合金的性能有着不同程度的对应关系。涡轮叶片在服役过程中，除了受到高温作用，还会受到离心载荷、气动载荷和振动载荷引起的应力作用。高温会导致γ'体积分数的下降，高应力会增加γ'相筏形程度，叶片实际服役过程中的作用应为热力耦合的共同作用。因此，对叶片材料γ'相演变的研究有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种镍基高温合金涡轮叶片服役组织损伤评价方法，其特征在于，包括：/n步骤一：获取整机环境下叶片的温度以及应力，确定工况条件下叶片的温度以及受力范围；/n步骤二：根据工况条件下叶片的温度以及受力范围设计模拟试验件，并在不同的加载条件下对所述模拟试验件开展持久损伤模拟试验，所述加载条件为温度、应力以及时间的组合；/n步骤三：从所述模拟试验件上选取多个组织样本，获取每个所述组织样本的γ'相形貌、γ'相体积分数以及γ'相筏形程度，建立各个加载条件下的组织图谱，并根据所述组织图谱制定服役损伤评价标准；/n步骤四：对所述服役叶片进行切割取样，制备多个服役叶片样本，并获取每个所述服役叶片样本的γ'相形貌...

【技术特征摘要】
1.一种镍基高温合金涡轮叶片服役组织损伤评价方法，其特征在于，包括：
步骤一：获取整机环境下叶片的温度以及应力，确定工况条件下叶片的温度以及受力范围；
步骤二：根据工况条件下叶片的温度以及受力范围设计模拟试验件，并在不同的加载条件下对所述模拟试验件开展持久损伤模拟试验，所述加载条件为温度、应力以及时间的组合；
步骤三：从所述模拟试验件上选取多个组织样本，获取每个所述组织样本的γ'相形貌、γ'相体积分数以及γ'相筏形程度，建立各个加载条件下的组织图谱，并根据所述组织图谱制定服役损伤评价标准；
步骤四：对所述服役叶片进行切割取样，制备多个服役叶片样本，并获取每个所述服役叶片样本的γ'相形貌、γ'相体积分数以及γ'相筏形程度；
步骤五：根据所述服役损伤评价标准，对所述服役叶片的损伤情况进行分级表征；
步骤六：对照所述组织图谱，获取每个所述服役叶片样本的服役温度和载荷。


2.根据权利要求1所述的镍基高温合金涡轮叶片服役组织损伤评价方法，其特征在于，步骤二中，所述模拟试验件采用变截面设计方法。


3.根据权利要求2所述的镍基高温合金涡轮叶片服役组织损伤评价方法，其特征在于，步骤三中，获取每个所述组织样本的γ'相形貌包括分别获取每个组织样本的横截面和纵截面的γ'相形貌。


4.根据权利要求3所述的镍基高温合金涡轮叶片服役组织损伤评价方法，其特征在于，所述γ'相体积分数通过选取网格数点法计算。


5.根据权利要求4所述的镍基高温合金涡轮叶片服役组织损伤评价方法，其特征在于，所述γ'相体积分数通过选取网格数点法计算，具体包括：设定多个网格交点，当交点位于γ'相时计为1，当交点位于γ/γ'相...

【专利技术属性】
技术研发人员：李艳明，高志坤，王威，迟庆新，
申请(专利权)人：中国航发沈阳发动机研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21