基于微观组织演变的DZ125定向凝固高压涡轮叶片服役温度场的评估方法研究

摘要: 本文以服役900 h的DZ125合金叶片为研究对象，通过对叶片服役前后的枝晶干、枝晶间、晶界及碳化物各类组织退化行为的研究，确定了枝晶干γ’相的体积分数作为反映服役温度的可量化表征参量。结合叶片用DZ125合金在900~1100 ℃下的显微组织的演变行为，研究了热暴露温度与枝晶干γ’相体积分数之间的量化对应关系。在此基础上，提出了一种基于显微组织的涡轮叶片服役温度的实验评估方法。同时，分别假设叶片服役温度恒定以及考虑叶片实际服役温度等两种情况，实现了对等效平均服役温度（Tave）及等效最高服役温度（Tmax）的定量评估。评估结果表明：叶片叶身中部服役温度最高，由叶身中部向叶尖和叶根服役温度逐渐降低；同一截面服役温度由高到低依次为：进气边＞叶盆＞排气边＞叶背；服役温度最高的区域为叶身中部截面的进气边，服役时经历的等效最高温度约为1050~1100 ℃。叶片等效平均服役温度及等效最高服役温度的的分布规律一致，但部分部位的等效最高服役温度高于等效平均服役温度，本研究认为叶片的等效最高服役温度的评估结果更为合理。