[发明专利]表征薄壁叶片铸件叶身性能的试样制造方法

说明书

本发明公开了一种表征薄壁叶片铸件叶身性能的试样制造方法，涉及薄壁叶片试验领域，用以准确便捷提取能表征薄壁叶片叶身性能的试样。该试样制造方法包括以下步骤：制造包括加厚部分的薄壁叶片，其中，所述加厚部分的厚度大于所述薄壁叶片叶身其他部分的厚度；从所述加厚部分取样；将所取的样本加工成设定形状的试样。上述技术方案，在对薄壁叶片取样之前，制造了含有加厚部分的薄壁叶片，并且该加厚部分满足其组织形态与薄壁叶片叶身其他部分的组织形态相同或几乎相同。后续从该加厚部分取样，然后加工成所需要的形状。上述技术方案实现了对薄壁叶片的取样，取样性能代表叶片本体性能。

技术领域

本发明涉及薄壁叶片试验领域，具体涉及一种表征薄壁叶片铸件叶身性能的试样制造方法。

背景技术

镍基高温合金用于燃气涡轮和航空发动机的工作叶片(转子叶片)和导向叶片。它们的使用寿命主要受限于高温服役温度的疲劳、蠕变和热腐蚀。增加寿命的有效方案是通过冷却降低材料温度。为了优化冷却效率和降低涡轮转子叶片的重量，目前普遍采用降低叶片铸件壁厚的方法。先进叶片的成功设计需要依据尺寸效应进行合理的蠕变断裂寿命预测。

发明人发现，现有技术中至少存在下述问题：常规性能测试通常采用标准大试样，铸棒的直径为15-17mm，加工后试样的工作段直径5mm，螺纹夹持端直径12mm。这种标准大试样适用于叶身壁厚比较大的叶片。而随着叶片的改进，叶片叶身壁厚逐步减小(1mm及以下)，通常单铸得到的标准大试样无法准确表征薄壁叶片的组织特征。

发明内容

本发明提出一种表征薄壁叶片铸件叶身性能的试样制造方法，用以准确便捷提取能表征薄壁叶片叶身性能的试样。

本发明提出了一种表征薄壁叶片铸件叶身性能的试样制造方法，包括以下步骤：

制造包括加厚部分的薄壁叶片，其中，所述加厚部分的厚度大于所述薄壁叶片叶身其他部分的厚度；

从所述加厚部分取样；

将所取的样本加工成设定形状的试样。

在一个或一些实施例中，试样制造方法还包括以下步骤：

检测所取的样本是否有冶金缺陷；

若无冶金缺陷，则将所取的样本加工成设定形状的试样。

在一个或一些实施例中，所述制造包括加厚部分的薄壁叶片的步骤包括：

在所述薄壁叶片的叶身的进气边上预设加厚位置，以所述加厚位置为基准预设加厚部分；

铸造形成包括所述加厚部分的薄壁叶片。

在一个或一些实施例中，所述薄壁叶片为动叶，所述加厚位置与所述薄壁叶片榫头底部的直线距离为75mm至85mm。

在一个或一些实施例中，所述薄壁叶片的加厚部分的厚度比所述薄壁叶片叶身其他部分的厚度多0.2mm-1mm。

在一个或一些实施例中，所述将所取的样本加工成设定形状的试样的步骤包括：将所取的样本加工成棒状的试样。

在一个或一些实施例中，所述试样的两端设有夹持部，所述夹持部的直径大于所述试样的直径。

在一个或一些实施例中，所述夹持部与所述试样焊接。

在一个或一些实施例中，所述试样与所述夹持部采用电子束焊接工艺焊接。

在一个或一些实施例中，所述试样包括顺序设置的第一段、中间段和第二段，所述第一段、所述中间段和所述第二段从所述包括加厚部分的薄壁叶片上整体取样。

在一个或一些实施例中，所述试样的中间段的中心线穿过所述加厚位置。