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“failed elements” 主要有：①破裂的輪盤(pán)或轉(zhuǎn)鼓環(huán)；②斷裂的葉片這兩種情形。圖2 渦輪盤(pán)非包容事故如果輪盤(pán)或轉(zhuǎn)鼓環(huán)等破裂，其碎塊甩出的質(zhì)量和能量極大，再堅(jiān)固的機(jī)匣也很難將其包容。圖2為某CF6280A發(fā)動(dòng)機(jī)一級(jí)高壓渦輪盤(pán)破裂引起的非包容事故，發(fā)動(dòng)機(jī)嚴(yán)重受損。為避免此種非包容事故的發(fā)生，要求輪盤(pán)和鼓環(huán)等有足夠的強(qiáng)度、疲勞壽命和可靠性，并采取有效的裂紋檢測(cè)手段。

在地面起飛狀態(tài)下，低壓軸斷裂后約28 ms后低壓渦輪達(dá)到其破裂轉(zhuǎn)速；在巡航狀態(tài)下，低壓軸斷裂后約43 ms后低壓渦輪即達(dá)到其破裂轉(zhuǎn)速。相比之下，雖然巡航狀態(tài)下正常工作時(shí)低壓軸轉(zhuǎn)速高于地面起飛狀態(tài)，但巡航狀態(tài)下從低壓軸斷裂到輪盤(pán)破裂的間隔時(shí)間更長(zhǎng)，風(fēng)扇和渦輪盤(pán)的轉(zhuǎn)速上升速率更低。

本文首先設(shè)計(jì)FGH97合金高溫氧化試驗(yàn)，以某GH97合金渦輪盤(pán)為例，模擬FGH97合金試件的高溫氧化過(guò)程；然后，觀察試件表面氧化皮顏色特征，明確氧化皮成分，推導(dǎo)出FGH97合金渦輪盤(pán)破裂失效時(shí)的工作溫度；最后，對(duì)不同溫度下FGH97合金的氧化過(guò)程進(jìn)行分析和討論，得到FGH97合金的高溫氧化機(jī)理。

圖9(c,d）表明，在疲勞循環(huán)過(guò)程中，保護(hù)性表面氧化層的破裂使含硫化物的基體材料暴露并進(jìn)一步氧化。隨著硫化物氧化，表面的濃度梯度導(dǎo)致固溶體中釋放的硫沿晶界向下擴(kuò)散，與Cr和Ti元素進(jìn)一步反應(yīng)，導(dǎo)致新硫化物沿晶界形成。當(dāng)應(yīng)力水平足夠高時(shí)，晶界硫化/氧化物開(kāi)裂，導(dǎo)致晶粒脫落，加速裂紋的萌生和擴(kuò)展。