[发明专利]一种镍基合金涡轮叶片剩余性能评估方法

说明书

本申请提供了一种镍基合金涡轮叶片剩余性能评估方法，所述评估方法包括：步骤一、采用模拟损伤试验获得涡轮叶片不同损伤程度的材料模拟样本，根据材料模拟样本构建材料的组织参量与性能指标的关系和材料的硬度与性能指标的关系；步骤二、获取涡轮叶片目标部位样本，测量所述涡轮叶片目标部位样本的组织参量和硬度，根据材料模拟样本的组织参量、硬度与性能指标的关系分别计算涡轮叶片目标部位样本的组织参量和硬度对应的性能指标；步骤三、计算所述涡轮叶片目标部位样本的组织参量和硬度对应的性能指标差异，根据所述差异判断涡轮叶片的性能。本申请的方法可快速评估剩余性能，提高试验准确性，同时可减少解剖检查的涡轮叶片数量，节约成本。

技术领域

本申请属于航空发动机技术领域，特别涉及一种镍基合金涡轮叶片剩余性能评估方法。

背景技术

航空发动机及燃气轮机的涡轮叶片工作在高温及复杂载荷条件下，对其力学性能提出较高的要求。现有技术中，制造涡轮叶片通常采用镍基高温合金，但镍基高温合金在长时间服役过程中可能会产生性能衰减，因此在一定服役时间后需要对涡轮叶片的剩余寿命进行评估。由于涡轮叶片尺寸有限且形状结构复杂，很难直接截取到标准试样以测得其各种性能，而截取非标小试样可完成的测试项目有限，且测试准确度大大降低，无法直接使用。

目前对于涡轮叶片的剩余性能评估，一般采用基于经验规律的硬度与强度推算方法，但不同材料、不同服役条件等特点会造成不同型号发动机上实际使用的叶片的观测指标和推断指标的具体关系存在差异。另外，现有技术中还会用组织形貌推算剩余性能的方法，但该方法仅能评估剩余持久寿命，并不能对多种力学性能指标进行全面的综合评估。

此外，上述方法均为采用材料的某一参量做为单一观测指标，涡轮叶片剩余性能评估准确性较低。

发明内容

本申请的目的是提供了一种镍基合金涡轮叶片剩余性能评估方法，以解决或减轻背景技术中的至少一个问题。

本申请的技术方案是：一种镍基合金涡轮叶片剩余性能评估方法，所述评估方法包括：

步骤一、采用模拟损伤试验获得涡轮叶片不同损伤程度的材料模拟样本，根据材料模拟样本构建材料的组织参量与性能指标的关系和材料的硬度与性能指标的关系；

步骤二、获取涡轮叶片目标部位样本，测量所述涡轮叶片目标部位样本的组织参量和硬度，根据材料模拟样本的组织参量、硬度与性能指标的关系分别计算涡轮叶片目标部位样本的组织参量和硬度对应的性能指标；

步骤三、计算所述涡轮叶片目标部位样本的组织参量和硬度对应的性能指标差异，根据所述差异判断涡轮叶片的性能。

在本申请优选实施方式中，所述模拟损失试样为高温应力热暴露方法。

在本申请优选实施方式中，所述组织参量包括镍基合金强化相的体积分数；

所述硬度包括维氏硬度、洛氏硬度、布氏硬度中任一个；

所述性能指标包括强度指标、塑性指标、寿命指标。

在本申请优选实施方式中，所述涡轮叶片目标部位样本的组织参量和硬度对应的性能指标差异计算方法为：

式中，M为涡轮叶片目标部位样本的组织参量和硬度对应的性能指标误差参数；

X₁为涡轮叶片目标部位样本的组织参量对应的性能指标；

X₂为涡轮叶片目标部位样本的硬度对应的性能指标。

在本申请优选实施方式中，当性能指标误差参数小于预定范围最小值时，则计算的性能指标结果评级为推荐采用；

当性能指标误差参数在预定范围内时，则计算的性能指标结果评级为可采用；