Матеріалознавчі аспекти експлуатаційного руйнування повітряного стартера конвертованого двигуна газокомпресорної станції

Abstract

Встановлено, що пошкодження корпуса повітряного стартера конвертованого двигуна газокомпресорної станції спричинене руйнуванням диску однієї з крильчаток. Макро- та мікрофрактографічним аналізом поверхонь зламів цього диску виявлено, що руйнування розпочалося від концентраторів напружень на дні канавок шліцьового з’єднання, в перерізі диску, ослабленому отвором для штифта, яким синхронізували обертання обох крильчаток стартера. Показано типовий для малоциклової втоми з високою асиметрією циклу навантаження змішаний характер докритичного поширення тріщини з формуванням розеток крихких відколів, спричинених руйнуванням інтерметалідів типу Al9FeNi та пластичним руйнуванням матричної фази в перетинках між ними.

Установлено, что повреждение корпуса воздушного стартера конвертированного двигателя газокомпрессорной станции обусловлено разрушением диска одной из крыльчаток. В результате макро- и микрофрактографического анализа поверхностей изломов этого диска обнаружено, что разрушение началось от концентраторов напряжений на дне канавок шлицевого соединения в сечении диска, ослабленном отверстием для штифта, которым синхронизировали вращение обеих крыльчаток стартера. Показан типичный для малоцикловой усталости с высокой асимметрией цикла нагрузки смешанный характер критического роста трещины с формированием розеток хрупких сколов, вызванных разрушением интерметаллидов типа Al9FeNi и пластичным разрушением матричной фазы в перемычках между ними.

It has been established that the damage of the air starter housing of the converted gas compressor engine is caused by the destruction of the disk of one of the impellers. Macro- and microfractographic analysis of the fracture surfaces of this disc has revealed that the destruction began with stress concentrators at the bottom of the grooves of the splined joint, in the section of the disk, weakened by the hole for the pin, by means of which the rotation of both impellers of the starter is synchronized. The critical crack growth, which is typical for low cycle fatigue with high asymmetry of the load cycle is formed with the formation of cleavage facets caused by the fracture of intermetallides such as Al 9 FeNi and the ductile fracture of the matrix phase in the bridges between them.