15-5PH 焊接件疲勞斷裂特性研究

陳永暢 ， 尚 進(jìn) ， 褚玉龍 ， 滕躍飛

（1.中國航發(fā)上海商用航空發(fā)動(dòng)機(jī)有限責(zé)任公司，上海 210016；2.四川國際航空發(fā)動(dòng)機(jī)維修有限公司，成都 610000）

0 引言

15-5PH 是一種馬氏體沉淀硬化不銹鋼。由于其擁有良好的可加工性和高強(qiáng)度，在大氣環(huán)境下具有良好的耐腐蝕性，廣泛應(yīng)用于航空、航天的發(fā)動(dòng)機(jī)零部件上。航空發(fā)動(dòng)機(jī)安裝系統(tǒng)具有承受發(fā)動(dòng)機(jī)重量、傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的推力到吊架以及承受側(cè)向載荷等作用[1]，運(yùn)行時(shí)受到各種形式的載荷，發(fā)動(dòng)機(jī)的軸向載荷通過機(jī)匣和轉(zhuǎn)子軸承結(jié)構(gòu)傳遞至發(fā)動(dòng)機(jī)前部，再通過安裝系統(tǒng)的推力拉桿傳遞至主安裝節(jié)支座上，以確保發(fā)動(dòng)機(jī)及飛機(jī)正常運(yùn)行[2]。該材料用于安裝系統(tǒng)的推力拉桿，推力拉桿通過電子束焊接的方式將力傳遞至主安裝節(jié)支座，推力拉桿受軸向往復(fù)拉壓應(yīng)力作用[3]，易發(fā)生疲勞斷裂[4]。采用焊接結(jié)構(gòu)替代螺栓連接可以減輕發(fā)動(dòng)機(jī)的重量，同時(shí)還可以提高轉(zhuǎn)子組件的剛性與強(qiáng)度[5]。對于該類焊接零件，影響其疲勞性能的因素比較多，除了15-5PH 材料本身的特性外，焊接方式、焊接接頭結(jié)構(gòu)、焊縫余高[6]等也會對結(jié)構(gòu)的疲勞性能帶來影響，通過疲勞試驗(yàn)確定材料的疲勞壽命和斷裂行為，為結(jié)構(gòu)件使用壽命提供依據(jù)，指導(dǎo)材料加工工藝改進(jìn)，對于15-5PH 不銹鋼焊接件進(jìn)行疲勞考核具有十分重要的意義[7]。

為達(dá)到上述目的，結(jié)合工況，選取推力拉桿用15-5PH 不銹鋼電子束焊接件作為疲勞性能研究對象，獲得所需的疲勞性能參數(shù)和疲勞破壞模式，用于支撐后續(xù)分析。……