理论教育 叶片断裂分析及原因探讨

叶片断裂分析及原因探讨

时间:2023-06-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:图8-57 轴向观察根据轴向观察与测量,叶片断裂部位的总长度约为400mm,其中在焊缝区开裂的长度占1/2稍多一点。也就是说,裂纹在图8-57中①处起裂后,先在焊缝区及叶片体扩展相当大的一段距离后,才通过应力腐蚀区并随后引起断裂。从径向断口的形貌也可以看出,微裂纹首先在未焊合区起裂,通过焊缝及叶片本体,然后才是应力腐蚀区,直至断开。

叶片断裂分析及原因探讨

对叶片的断口从轴向及径向两个角度进行观察。

(1)轴向观察 按图8-57进行叶片断裂部位的轴向观察。

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图8-57 轴向观察

根据轴向观察与测量,叶片断裂部位的总长度约为400mm,其中在焊缝区开裂的长度占1/2稍多一点。由裂纹扩展过程中留下的锯齿状缺口及二次微裂纹可以知道:叶片的起始裂纹在图8-57中①处附近起裂,按箭头所示的方向朝两侧相反的方向扩展;图8-57中②点是焊缝开裂与叶片开裂的分界点;图8-57中③点在应力腐蚀区。也就是说,裂纹在图8-57中①处起裂后,先在焊缝区及叶片体扩展相当大的一段距离后,才通过应力腐蚀区并随后引起断裂。由此可见,叶片的断裂不能认为主要是由于应力腐蚀引起的,还需寻找其他致断因素。(www.daowen.com)

(2)径向观察 从径向角度观察,断口的宏观形貌如图8-58所示。

从径向断口上可以看出,在叶片的焊缝开裂区内约有160mm长的未焊透区,焊接厚度仅有1mm。由断口上的台阶花样可知,起始裂纹正是在此处薄弱地区首先产生,并很快穿透焊缝,随后按箭头所指的方向扩展,在扩展过程中可见疲劳弧线及表示扩展方向的放射花样。从径向断口的形貌也可以看出,微裂纹首先在未焊合区起裂,通过焊缝及叶片本体,然后才是应力腐蚀区,直至断开。由此可见,叶片的焊接质量不良——存在大面积的未焊合区,由此而引起的强度不足是叶片发生疲劳断裂的主要原因。

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图8-58 断口的宏观形貌

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