基于微观组织演变的DZ125定向凝固高压涡轮叶片服役温度场的评估方法研究

陈亚东¹，郑运荣¹，冯强^1,2

1. 北京科技大学新金属材料国家重点实验室2. 北京科技大学高端金属材料特种熔炼与制备北京市重点实验室

摘 要：以服役900 h的DZ125合金叶片为研究对象,通过对叶片服役前后的枝晶干、枝晶间、晶界及碳化物各类组织退化行为的研究,确定了枝晶干g’相的体积分数作为反映服役温度的可量化表征参量.结合叶片用DZ125合金在900¹100℃下显微组织的演变行为,研究了热暴露温度与枝晶干g’相体积分数之间的量化对应关系.在此基础上,提出了一种基于显微组织的涡轮叶片服役温度的实验评估方法.同时,分别假设叶片服役温度恒定以及考虑叶片实际服役温度变化2种情况,实现了对等效平均服役温度(T_ave)及等效最高服役温度(T_max)的定量评估.评估结果表明:叶片叶身中部服役温度最高,由叶身中部向叶尖和叶根服役温度逐渐降低;同一截面服役温度由高到低依次为:进气边>叶盆>排气边>叶背;服役温度最高的区域为叶身中部截面的进气边,服役时经历的等效最高服役温度为1050¹100℃.叶片等效平均服役温度及等效最高服役温度的分布规律一致,但部分部位的等效最高服役温度高于等效平均服役温度,本研究认为叶片的等效最高服役温度的评估结果更为合理.

关键词：高温合金;涡轮叶片;服役;定量表征;温度场;