航空和涡涡轮轮发的动工机作叶叶片片主和要导指向压叶气片机。随发动机型号、叶片种类和工作位置不同,叶片的工作条件和对使用性能的要求也有所不同。总的说来,它们都承受比较大的工作应力和比较高的工作温度,而且应力和温度的变化也比较频繁和剧烈,此外还有腐蚀和磨损问题,因此叶片所处的工作条件非常苛刻,对材料的综合使用性能要求也比较高。这一方面要求叶片设计和制造不断采用新结构、新材料和新工艺;另一方面,许多问题的解决需要依靠表面工程。表面工程在提高叶片使用性能、降低制造和维修成本方面起着重要作用。
叶片的磨损形式主要为微动磨损和冲蚀磨损。微动磨损是小位移往复运动条件下两个接触表面的磨损。互相配合或互相接触的两个零件,在振动或交变应力的作用下都可能发生微动磨损。叶片的微动磨损主要发生于压气机叶片的桦头、减振凸台阻尼面和涡轮叶片叶冠阻尼面。微动磨损比较轻微,且集中于叶片局部,对形状尺寸影响不大。微动磨损的主要危害是随磨损不断发展间接造成疲劳破坏。例如,涡轮叶片叶冠阻尼面磨损后,相邻叶片叶冠间隙增大,叶片振动增强,导致叶片根部冷却通道应力集中处应力显著增大而发生断裂;压气机桦头微动磨损后表面形成疲劳裂纹,也会造成叶片从根部断裂。冲蚀磨损是含有固体粒子的气流以一定的速度和角度冲刷叶片造成的磨损。因为压气机叶片直接和外界气流接触,受气流中所含粉尘颗粒冲刷,所以冲蚀磨损是压气机叶片的主要失效形式之一,特别是在恶劣气候条件下执行任务的飞机。例如海湾战争期间,美国“黑鹰”直升机就因在沙漠地区飞行,吸入沙粒使压气机叶片受到严重冲蚀。冲蚀磨损使叶片线型受到破坏,发动机功率下降,冲蚀坑边缘的裂纹还有可能发展成为疲劳源。
目前,实际生产上应用较多的耐磨涂层是等离子喷涂CoCrw、CsrC了NICr、wC/Co和铝青铜等。涡轮叶片叶冠阻尼面等离子喷涂CoCwr涂层、压气机叶片减振凸台阻尼面等离子喷涂wCC/o涂层、压气机桦头等离子喷涂铝青铜或Cu-Nl一nI涂层,都可减轻微动磨损。国外还有用超声速火焰(HvOF)涂Wc/CO层减轻冲蚀磨损,喷涂Cu一i一nI涂层减轻微动磨损。HvoF涂层孔隙率低,结合强度高,比等离子效喷涂更好。HVOF技术近年来在国外比较受重视,是热喷涂领域研究和应用的热点之一。
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