汽輪發電機鋁風葉熱處理后表面異常分析

葛光男，劉 毅，丁軍鋒，戚彩夢

(哈爾濱電機廠有限責任公司，黑龍江哈爾濱 150040)

0 引言

鋁合金以其密度低、強度高、熱加工性能好等優點，在裝備制造業、航空航天等領域被廣泛應用。目前，國內外對鋁合金進行了大量的研究，其中Al-Cu-Mg系合金以其高的比強度、比剛度，耐熱性等優良性能，被廣泛應用于精密儀器、儀表等領域[1]。2A12鋁合金是Al-Cu-Mg系合金可熱處理強化的高強合金，目前較為常見的熱處理方式有固溶處理、時效處理、回歸熱處理和形變熱處理等[2]，主要強化相為θ(CuAl2)、S(Al2CuMg)、MnAl6。

由于2A12鋁合金具有較好的材料特性，被應用于汽輪發電機的風葉。鋁風葉作為汽輪發電機的關鍵部件，對機組運行有重要的作用。通過汽輪發電機鋁風葉的失效形式來探討2A12鋁合金熱處理過程存在的問題，可防止鋁風葉失效問題再次發生。

1 檢測與結果

1.1 汽輪發電機鋁風葉宏觀形貌檢驗

該失效2A12鋁風葉彎型后進行固溶處理，出現變形、裂紋、表面結疤、結瘤、氣泡及表面顏色異?，F象，其中以表明顏色異常和結疤、結瘤宏觀現象為主，如圖1所示。

1.2 化學成分檢驗

對失效2A12鋁合金風葉化學成分進行檢驗，檢驗結果如表1所示。由表可知，失效的2A12鋁合金風葉化學成分正常，滿足GB/T 3880標準要求。

圖1 2A12鋁風葉熱處理后異常現象

表1 2A12化學成分檢驗結果

注： 依據標準GB/T 3880《一般工業用鋁及鋁合金板、帶材》的要求。

1.3 金相及SEM檢驗

從1#、3#以及4#2A12鋁合金風葉分別取樣進行金相組織檢驗，如圖2、圖3和圖4所示。由圖可知，1#、3#以及4#試樣的金相組織中均表現為：晶內出現共晶球、晶界變寬、三叉晶界呈三角形，這是典型的過燒組織特征[3]，表明失效鋁合金風葉出現了不同程度的過燒現象?！?br>