恢复性能热处理在航空部件修复中的应用.pdf

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1、专稿FEATURES恢复性能热处理在航空部件修复中的应用ApplicationofPropertiesRecoveryHeatTreatmentinAircraftComponentsMaintenance■张学军/北京航空材料研究院航空发动机热端部件如涡轮叶片、涡轮转盘、整体铸造扩散机匣等长期服役后，虽然外观良好，但性能下降。采用恢复性能热处理技术，调整到寿部件中的析出相，全部或部分地恢复材料组织和力学性能，可延长到寿部件的使用年限。航空发动机涡轮工作叶片、导向叶握析出相类型、大小、形状、数量、分组织和力学性能。在АЛ31Ф发动机大

2、片、扩压器、燃烧室机匣、涡轮盘等热端布对力学性能的影响规律，以及与热处修过程中也采用了类似技术，ЖС-6У部件，多为镍基、钴基高温合金。在高温理工艺之间的关系，在此基础上调整到合金涡轮叶片工作一定时间后，需进行下长期工作，这些合金中的相会发生变寿部件中强化析出相的大小和数量，消热处理后才能继续使用。化，强化相会聚集长大，有害相会沉淀析除有害析出相，恢复材料组织和性能，目前，国内研究恢复性能热处出，在高温和应力作用下甚至会出现微缺实现延寿。对于服役过程中产生微缺陷理技术的单位很少，北京航空材料研陷，导致材料的高温拉伸性能、持久性能的部件

3、，可以采用热处理+热等静压技究院依靠其材料技术优势，针对航空下降。当性能下降过多时，构件存在失效术，在恢复组织的同时，闭合内部缺发动机热端部件补焊修复和延寿开展风险，给飞机飞行带来安全问题，因此一陷，恢复部件的性能。了系列研究工作，获得了相应的专利些部件给定了使用寿命，到寿报废。一个恢复性能热处理主要有三个应用方技术，并在发动机热端部件修复中得寿命周期结束后，这些部件往往外观完向：一是通过恢复性能热处理，改善部到了应用，已经初步完成了K4002、好，如果经过某种处理，使性能得到全部件的塑性，利于部件的补焊和矫形；二C1023、K465

4、、GH3304、GH4698、或者部分恢复后再次投入使用，能显著降是在补焊缺陷的同时进行恢复性能热处IN939、1Cr21Ni11W2等老化材料低发动机维修成本。理，即消除了缺陷，又改善了性能；三恢复性能热处理技术研究，其中在由于不锈钢、高温合金中析出相具是到寿部件经恢复性能热处理后延长寿MK202涡轮导向叶片、TB3发动机导有可逆特性，即在某个温度区间内，析命。向器焊接修复中获得了应用，恢复效出相会随着温度升高而析出，到一定温国外，在航空发动机部件修复中，果显著，部件使用情况良好。目前，度后达到最大值，此时温度再升高，析应用恢复性能

5、热处理技术的公开报道极正在针对多个部件开展恢复性能热处出相则出现溶解现象，这种特性给延寿少，事实上国外各大航空发动机公司，理、热等静压技术研究，涉及多个型提供了可能。在发动机热端部件修复过程中已经采用号发动机。下面介绍几种典型材料恢恢复性能热处理技术，即采用热处了此项技术，不过作为航空发动机修复复性能热处理研究进展情况。理方法，调整到寿部件中的析出相，全的核心技术尚未公开报道过。有资料显部或部分地恢复材料组织和力学性能，示，某发动机IN939合金扩散机匣，在1.1Cr21Ni11W2奥氏体不锈钢恢复性使到寿部件在正常工作条件下，继续使

6、最初的裂纹焊接修复过程中，只进行了能热处理用一个翻修周期或者一个寿命周期。恢消除焊接残余应力退火处理，但在后续航空发动机铸造不锈钢构件一般复性能热处理技术是材料科学与技术的的修复资料中推荐焊后采用固溶加多级工作温度不超过700℃，长期工作后会重要延伸，是通过对合金强化相和有害时效处理，目的是使晶界上连续析出的在不同部位出现裂纹。这种裂纹是在腐相的析出、长大和溶解规律的研究，掌碳化物不再连续，从而改善扩散机匣的蚀气氛作用下产生的热机械疲劳裂纹，航空维修与工程2014/628AVIATIONMAINTENANCE&ENGINEERINGw

7、ww.aviationnow.com.cn2014/6航空维修与工程29AVIATIONMAINTENANCE&ENGINEERING专稿FEATURES往往多条密级分布，同时伴有材料脆化出现裂纹，同时在构件装配需要矫形3、4。可以看出，老化状态下高温拉伸2现象，材料的冲击韧性从150J/cm左右降时，易于进行。强度σb下降、σ0.2升高，说明材料已经2至30～50J/cm。焊接修复裂纹难度大，脆化，塑性下降。恢复性能热处理后，表现为热影响区开裂，并难以抑制。图12.GH3044变形高温合金恢复性能热处高温拉伸强度σb升高、σ0.2降

8、低，材料是工作1500小时后的1Cr21Ni11W2材料涡理强度和塑性得到回复。800℃、108MPa轮导向器裂纹情况，叶片材料冲击断口GH3044是固溶强化镍基高温合持久性能，改善更加显著。完全不同于一般奥氏体不锈钢冲