● 摘要
离心叶轮是涡轴发动机中的关键零件，作为位于发动机前部的压气机部件，其叶片工作时要受到较高的离心负荷，还要受到进气道外来物的冲击，以及海洋气候的腐蚀，使得其叶片发生故障的概率大大增加，一旦叶片发生裂纹故障将严重危害飞行安全。
本文是围绕某型涡轴发动机外场使用过程中发生离心叶轮叶片断裂故障这一实际问题进行研究的，首先通过断口失效分析确定了论文的研究方向，利用ANSYS软件对离心叶轮强度、振动特性进行了有限元计算，并进行振动模态试验对计算结果进行了验证，根据上述结果利用坎贝尔图对离心叶轮进行共振特性分析，从一定程度上说明了离心叶轮设计的合理性，并确定了导致叶片发生裂纹故障的主要原因为其材料2Cr13的冲击韧性偏低。
2Cr13材料冲击韧性与其热处理工艺密切相关，根据工艺分析以及试验验证表明，较低的回火温度使其发生回火脆性，而偏高的淬火温度使得其晶粒粗大，造成材料经热处理后冲击韧性偏低。根据上述原因分析，对2Cr13材料热处理工艺进行了合理改进，为排除离心叶轮叶片裂纹故障制定了有效的整改措施。