[发明专利]钛铝基合金抗高温燃气冲刷性能评价方法

说明书

本发明公开了钛铝基合金抗高温燃气冲刷性能评价方法，步骤包括：准备多个样品，对各样品进行表面观测、称重，选定其中部分样品的初始力学性能作为标样力学性能数据；将待测试样安装到冲刷试验装置上，并调整高温燃气生成装置与待测试样的距离；开启高温燃气生成装置，调试高温燃气状态，待高温燃气达到预期状态后冲刷试样；冲刷试样达到预设时间后，取出试样观测试样表面，并进行称重，然后测试冲刷后的试样的力学性能；重复前述步骤直到试样破坏；根据试验情况评价钛铝基合金抗高温燃气冲刷性能。采用本发明方法不仅能够快速、高效地评价钛铝基合金抗高温燃气冲刷性能，而且大幅提高了试验过程中的安全性。

技术领域

本发明属于钛铝基合金试验技术领域，具体涉及钛铝基合金抗高温燃气冲刷性能评价方法。

背景技术

钛铝基合金熔点高，密度低，具有较高的比强度、比刚度和优异的高温综合力学性能，有望在飞机发动机中部分取代镍基高温合金，其主要应用于压气机叶片、涡轮叶片等部件。而涡轮叶片要经受高温燃气冲刷、动载等恶劣环境，抗高温燃气性能是决定其应用的关键性能之一。因此，评价钛铝基合金抗高温燃气冲刷性能对于推动钛铝基合金在航空发动机中的应用具有重要意义。

目前，通常采用多种试验综合评价材料的抗高温燃气冲刷性能，或者采用近工况条件模拟验证材料抗高温燃气冲刷性能。采用多种试验方面综合评价时，涉及试验种类多，试验量大，且不同试验模拟不同的使役条件，单项试验不能阐明多种使役条件的耦合关系；近工况条件模拟比较接近服役的真实状态，结果比较准确，但地面模拟试验装备复杂，试验成本高，不适用于设计阶段选材需要。更关键地是，抗高温燃气冲刷过程中的工况非常恶劣，特别是产生的高温燃气具有较高的危险性，如何能够安全地开展试验也是本领域的关键点和难点。因此，迫切需要一种操作简单、快速、高效且能够安全地评价钛铝基合金抗高温燃气冲刷性能的方法。

发明内容

本发明目的在于提供一种操作简单、快速、高效、安全性好地钛铝基合金抗高温燃气冲刷性能评价方法。

本发明目的是采用如下所述技术方案实现的。

一种钛铝基合金抗高温燃气冲刷性能评价方法，其特征在于步骤依序包括：

步骤1，准备多个样品，对各样品进行表面观测、称重，选定其中3~5个样品的初始力学性能作为标样力学性能数据；

步骤2，将待测试样安装到冲刷试验装置上，并调整高温燃气生成装置与待测试样的距离；

步骤4，开启高温燃气生成装置，调试高温燃气状态，待高温燃气达到预期状态后冲刷试样；

步骤5，冲刷试样达到预设时间后，取出试样观测试样表面，并进行称重，然后测试冲刷后的试样的力学性能；

步骤6，重复上述步骤2-5，直到试样破坏；

步骤7，建立冲刷后试样的表面状态、失重以及力学性能与时间的关系曲线，比较高温燃气冲刷前后的试样表面状态、重量变化以及力学性能变化，与零件实际使用过程中的冲刷损伤曲线对比，建立对应关系，进而评价钛铝基合金抗高温燃气冲刷性能。

为能够更好地汇集高温高压燃气气流，为减小试验误差，同时提高试验过程中安全性，所述冲刷试验装置包括高温燃气生成装置，用于产生稳定持续的高温高压燃气，产生的高温高压燃气引入两端敞口的敞口通道内并对设置在敞口通道内的试样进行冲刷，且敞口通道内的试样能够进行轴向运动和旋转运动；在敞口通道内布置有用于检测试验参数的检测点，检测点外接检测系统；所述敞口通道由锥形通道和直通道组成，直通道前端连接锥形通道的小径端、直通道后端敞口；所述锥形通道与所述直通道的连接部位呈圆弧状；在所述敞口通道内轴向设置有导杆，导杆轴线与所述敞口通道的直通道轴线重合；导杆前端设置有试样夹持部，导杆尾部伸出所述敞口通道外并连接驱动机构，该驱动机构能够控制导杆按照预设参数进行轴向运动和旋转运动；在所述导杆上至少设置有两个支架，所述敞口通道内、外各设置有一个支架。