Page 65 - 理化检验-物理分册2021年第十期

詹 平, 等: TC6钛合金压气机叶片裂纹产生原因

在扫描电镜下进一步对断口进行分析, 如图5 可见细密的疲劳条带, 人工打断区呈韧窝特征, 疲劳
所示。可见扩展区为解理台阶和撕裂棱线形貌, 还 源区未见冶金缺陷或机械损伤。

图5 断口微观形貌

Fi g 5 Micromor p holo gy ofthefracture

a ex p ansionre g ion b manualinterru p tionre g ion c cracksourcere g ionnearbladeconvexside d cracksourcere g ionnearbladeconcaveside
1.3 金相检验
在叶尖端面靠近裂纹位置沿叶片纵向切取金相
试样, 磨制抛光后进行检查, 靠近叶盆侧的叶尖端面
较为平整, 而靠近叶背侧的叶尖端面已出现掉块, 高
度明显低于叶盆侧, 在叶尖端面的掉块区域发现白
色块状附着物和灰色层状附着物, 如图6所示。使
用5% ( 体积分数, 下同) HF+12%HNO 3+83%
H 2O 溶液对组织进行浸蚀后, 可见在掉块区域附近
图7 叶片裂纹处显微组织形貌
的表面组织初生 α相含量减少, 相含量相对基体
β
Fi g 7 Microstructuremor p holo gy ofthebladecrack
略高, 组织变化深度约0.1mm , 如图7所示。
元素分析结果见表1 。
表1 叶片不同位置的能谱分析结果( 质量分数)

Tab 1 EDSresultsatdifferent p ositionsoftheblade massfraction
%
分析位置 O Ti Al Ni
基体 - 89.12 6.50 -
断口灰黑色附着物 48.76 39.48 3.17 -
白色块状附着物 1.60 - - 88.64
灰色层状附着物 8.10 50.94 4.24 23.90
图6 叶片裂纹处抛光态形貌

Fi g 6 Polishedmor p holo gy ofthebladecrack 基体组织以钛元素为主, 断口灰黑色附着物、 灰
1.4 能谱分析 色层状附着物均含有较多的基体元素, 但前者还存
分别对基体组织、 断口灰黑色附着物、 白色块状 在大量的氧元素, 后者含有较多的镍和氧元素; 白色
附着物、 灰色层状附着物进行能谱( EDS ) 分析, 主要 块状附着物基本为镍元素。
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