发动机涡轮叶片热障涂层剥落原因分析

摘要

航空发动机涡轮叶片试车后存在热障涂层剥落现象,通过对涂层剥落叶片及对比件进行宏观及微观观察、显微硬度、化学分析等测试,结合生产工艺全流程的调查分析及验证试验,找到叶片涂层剥落的根本原因。结果表明:叶片热障涂层剥落系物理气相沉积过程中设备抽气速率下降,造成炉内真空度下降,从而导致陶瓷层柱状晶组织与正常组织存在明显差异,且陶瓷层与金属粘接层存在一定厚度的TGO层,使得结合力下降。试验发现,通过改变真空度的高低,可得到两种不同的柱状晶组织;真空度高时,柱状晶呈羽毛状或麦穗状生长,硬度值高;真空度低时,柱状晶根部疏松,呈层状分布,硬度值低。这表明真空度对陶瓷层的组织和性能有一定的影响。