某发动机加力燃油总管输油圈裂纹失效分析.pdf

某发动机加力燃油总管输油圈裂纹失效分析 杨庆富徐永明 郑伟 高芸 中国一航贵州红湖机械厂，安顺561116 摘要本文对某发动机加力燃油总管输油圈裂纹进行了金相、断口及材料成分等检查和分 析。结果表明加力燃油总管输油圈裂纹是沿晶裂纹。高温下使用导致总管材料强度降低，及发动 机工作应力的作用是产生裂纹的主要原因。 关键词燃油总管三通接头 高温沿晶断裂 纹的性质，寻找裂纹产生的原因，对加力燃油总管故障件进行金相、断口等有关分析。 1试验方法及试验结果 1．1 宏观观察 目视、放大镜观察，加力燃油总管输油圈多处出现裂纹，裂纹外观均产生在三通接头的主体 上并向焊缝处扩展(见图1)。 图1三通接头示意图 1．2金相观察 向呈曲折状，基体洁净，腐蚀后30×、100×观察，基体金相组织正常，裂纹沿晶界扩展，裂纹 两侧有氧化现象(见图2、图3)。 图2腐蚀前(30X) 图3腐蚀后(100X) (2)取加力燃油总管大输油圈3号试样进行金相观察，腐蚀前30×、100×观察，裂纹曲折， 基体洁净，腐蚀后30×、100x观察，基体金相组织正常，焊缝热影响区组织正常，裂纹沿晶界 扩展，裂纹两侧有氧化现象(见图4、图5、图6)。 233 图4腐蚀后(IOOX)焊缝热影响区组织 图5腐蚀后(IOOX) 图6腐蚀前(30X) 折，基体洁净，腐蚀后30×、lOOX观察，基体金相组织正常，裂纹沿晶界扩展，裂纹两侧有氧 化现象(见图7、图8)。 图7腐蚀后(30×) 图8腐蚀后(100X) 1．3断口检查 (1)取加力燃油总管大输油圈的1号试样，打开断口，在电子显微镜下观察，断口里黑灰色， 表面有氧化物覆盖，断口呈岩石状特征，并伴有二次沿晶裂纹(见图9、图10、图11)。 (2)取加力燃油总管大输油圈的3号试样裂纹，打开断口，在电子显微镜下观察，断口呈黑 灰色，表面有氧化物覆盖，断口呈岩石状特征，并伴有二次沿晶裂纹(见图12、图13、图14)。 图9断口形貌 图10断口表面覆盖氧化物 图11岩石花样 图12断口形貌图 图13断口表面覆盖氧化物 图14岩石花样 (3)取加力燃油总管小输油圈的1号试样，打开断口，在电子显微镜下观察，断口呈黑灰色， 表面有氧化物覆盖，断口呈岩石状特征，并伴有二次沿晶裂纹(见图15、图16、图17)。 图15断口形貌 图16断口表面覆盖氧化物 图17岩石花样 1．4材料检查 经光谱、能谱检查分析，加力燃油总管的大、小输油圈三通接头材料成分符合GH3030技术 要求。 2结果分析 (1)加力燃油总管输油圈的三通接头裂纹试样金相观察，基体洁净，组织正常；经光谱、能 谱分析，三通接头材料成分符合GH3030技术要求。说明加力燃油总管的大、小输油圈三通接头 材质正常。 (2)加力燃油总管的输油圈三通接头裂纹尾端试样，经金相检查，基体组织正常，裂纹呈曲 折状，并沿晶扩展，裂纹两侧有氧化现象，说明裂纹是在高温环境中产生的。 (3)加力燃油总管输油圈三通接头裂纹尾端试样，经电子显微镜观察，断口表面呈黑灰色， 断口不平整，表面有氧化物覆盖，有岩石状特征，并伴有二次沿晶裂纹。未发现疲劳条带，进一 步证实说明该裂纹为沿晶裂纹，其产生于高温和应力共同作用下。 (4)加力燃油总管输油圈的断裂模式是由于加力燃油总管大、小输油圈安装在某发动机涡轮 后的扩散器内，工作温度较高，受力复杂，该总管长期处于高温下工作，而总管使用的材料为 工作应力的作用下产生了高温沿晶断裂。 3 结论