[發明專利]一種鎳基高溫合金渦輪葉片服役組織損傷評價方法

在審

• 申請號: 202010318270.2
• 申請日: 2020-04-21
• 公開（公告）號: CN111366450A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 李艷明;高志坤;王威;遲慶新
• 申請（專利權）人: 中國航發沈陽發動機研究所
• 主分類號: G01N3/00
• 分類號: G01N3/00
• 代理公司: 北京航信高科知識產權代理事務所(普通合伙) 11526
• 代理人: 高原

1.一種鎳基高溫合金渦輪葉片服役組織損傷評價方法，其特征在于，包括：

步驟一：獲取整機環境下葉片的溫度以及應力，確定工況條件下葉片的溫度以及受力范圍；

步驟二：根據工況條件下葉片的溫度以及受力范圍設計模擬試驗件，并在不同的加載條件下對所述模擬試驗件開展持久損傷模擬試驗，所述加載條件為溫度、應力以及時間的組合；

步驟三：從所述模擬試驗件上選取多個組織樣本，獲取每個所述組織樣本的γ'相形貌、γ'相體積分數以及γ'相筏形程度，建立各個加載條件下的組織圖譜，并根據所述組織圖譜制定服役損傷評價標準；

步驟四：對所述服役葉片進行切割取樣，制備多個服役葉片樣本，并獲取每個所述服役葉片樣本的γ'相形貌、γ'相體積分數以及γ'相筏形程度；

步驟五：根據所述服役損傷評價標準，對所述服役葉片的損傷情況進行分級表征；

步驟六：對照所述組織圖譜，獲取每個所述服役葉片樣本的服役溫度和載荷。

2.根據權利要求1所述的鎳基高溫合金渦輪葉片服役組織損傷評價方法，其特征在于，步驟二中，所述模擬試驗件采用變截面設計方法。

3.根據權利要求2所述的鎳基高溫合金渦輪葉片服役組織損傷評價方法，其特征在于，步驟三中，獲取每個所述組織樣本的γ'相形貌包括分別獲取每個組織樣本的橫截面和縱截面的γ'相形貌。

4.根據權利要求3所述的鎳基高溫合金渦輪葉片服役組織損傷評價方法，其特征在于，所述γ'相體積分數通過選取網格數點法計算。

5.根據權利要求4所述的鎳基高溫合金渦輪葉片服役組織損傷評價方法，其特征在于，所述γ'相體積分數通過選取網格數點法計算，具體包括：設定多個網格交點，當交點位于γ'相時計為1，當交點位于γ/γ'相界面時計為0.5，當交點位于γ通道時計為0，統計結果與交點總數的比值即為γ'相的體積分數，所述統計結果為交點位于γ'相與交點位于γ/γ'相界面的總數。

6.根據權利要求5所述的鎳基高溫合金渦輪葉片服役組織損傷評價方法，其特征在于，所述γ'相筏形程度通過計算平行與垂直應力方向上筏形組織的交叉和中斷的數目差別比例來表征。

7.根據權利要求6所述的鎳基高溫合金渦輪葉片服役組織損傷評價方法，其特征在于，所述γ'相筏形程度通過計算平行與垂直應力方向上筏形組織的交叉和中斷的數目差別比例來表征，具體包括：設定等長直線的網格，分別測量垂直和平行于筏形方向的直線與γ/γ'界面交點的數目，即為γ'相筏形組織的交叉和中斷的數目，交叉和中斷的數目差值與和值之比為γ'相筏形程度。

8.根據權利要求7所述的鎳基高溫合金渦輪葉片服役組織損傷評價方法，其特征在于，步驟三中，所述服役損傷評價標準中將損傷級別分為Ⅰ級～Ⅴ級，分別對應的損傷程度為：正常、輕微損傷、較重損傷、嚴重損傷、過熱或過燒。

9.根據權利要求8所述的鎳基高溫合金渦輪葉片服役組織損傷評價方法，其特征在于，步驟四中，所述對所述服役葉片進行切割取樣，制備多個服役葉片樣本，并獲取每個所述服役葉片樣本的γ'相形貌、γ'相體積分數以及γ'相筏形程度包括：

獲取服役葉片，分別在所述服役葉片的葉尖、葉中以及葉根處進行切割，并從每個切割截面的上方和下方截取部分葉身，作為服役葉片樣本；

在所述服役葉片樣本上確定典型觀察點，所述典型觀察點的位置位于所述服役葉片的進氣邊、排氣邊、葉盆以及葉背上；

獲取所述服役葉片樣本各個典型觀察點的γ'相形貌、γ'相體積分數以及γ'相筏形程度。