过热超温对镍基单晶涡轮叶片蠕变损伤及寿命的影响研究

项目名称： 过热超温对镍基单晶涡轮叶片蠕变损伤及寿命的影响研究

项目编号： No.51405391

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 机械、仪表工业

项目作者： 温世峰

作者单位： 西北工业大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 超温分为过热和过烧，是镍基单晶涡轮叶片服役过程中不可避免的非正常工况。其中过烧叶片外表特征显著且必须马上做更换处理，而过热未达到材料的固相线，叶片外观无明显损伤特征，但会对材料性能产生复杂影响，导致断裂故障。迄今，国内外就过热超温对蠕变损伤影响的机理和规律缺乏系统的试验和理论研究，缺少定量的评估方法。本项目针对镍基单晶涡轮叶片的材料特点和服役工况，从材料的细微观组织结构及其演化规律出发，开展过热超温宏观与细观试验，结合分子动力学、相场理论与晶体塑性理论的细观模拟分析，研究过热超温状态（超温温度、超温时间、超温时刻）对材料蠕变性能影响的细微观机理；提取损伤演化过程中的特征量，探索过热超温对蠕变寿命的影响规律并建立模型；将研究成果应用于叶片超温分析中，提出过热超温影响蠕变损伤的评估方法。本项目为过热超温单晶叶片提供寿命的定量评定方法，具有重大科学和工程意义。

中文关键词： 涡轮叶片；镍基单晶高温合金；过热超温；蠕变损伤机理；寿命评估

英文摘要： Overtemperature is an inevitable abnormal service condition in the nickel-base single crystal superalloy turbine blade. It can be divided into overheating and ablation. The damage of ablation is visible to naked eyes. The blade must be immediately replace

英文关键词： Turbine blade；Nickel-base single crystal superalloy；Over-temperature；Creep damage mechanism；Life assessment