CN108952818B - Cmc涡轮叶片组件、鸠尾套管和安装cmc涡轮叶片的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种陶瓷基复合材料(CMC)涡轮叶片组件、鸠尾套管和安装CMC涡轮叶片的方法。涡轮叶片组件包括转子、CMC涡轮叶片和至少一个鸠尾套管。所述转子具有带有至少一个狭槽表面的叶片狭槽。所述狭槽表面呈狭槽角。所述CMC涡轮叶片收纳于所述叶片狭槽中。所述CMC涡轮叶片包括具有至少一个根部表面的鸠尾根部。所述根部表面呈根部角。所述根部角比所述狭槽角大至少5度。所述鸠尾套管收纳于所述转子的所述叶片狭槽中。所述鸠尾套管具有接触至少一个根部表面的至少一个内表面和接触至少一个狭槽表面的至少一个外表面,以将所述CMC涡轮叶片径向保持于所述叶片狭槽中。
Description
技术领域
本公开涉及陶瓷基复合材料(ceramic matrix composite,CMC)涡轮叶片组件。更具体地说,本发明的实施例涉及鸠尾套管(dovetail sleeves)和包括鸠尾套管的CMC涡轮叶片组件。
背景技术
陶瓷基复合材料(CMC)部分的制造通常包括铺设具有已经存在的基质材料(预浸材料)的预浸复合纤维以形成部分的几何结构(预成型件),高压灭菌且烧熔预成型件,使用熔化的基质材料浸润烧熔的预成型件,以及对预成型件进行任何机械加工或进一步处理。浸润预成型件可包括沉积来自气体混合物的陶瓷基质,热解预陶瓷聚合物,使元素进行化学反应,大体上以在925到1650℃ (1700到3000°F)的范围的温度进行烧结,或电泳沉积陶瓷粉末。关于涡轮翼型件,CMC可位于金属翼梁上方以仅形成翼型件的外表面。
CMC材料的实例包括但不限于碳纤维增强的碳(C/C)、碳纤维增强的碳化硅(C/SiC)、碳化硅纤维增强的碳化硅(SiC/SiC)、氧化铝纤维增强的氧化铝(Al2O3/Al2O3)或其组合。相比于单块陶瓷结构,CMC可具有增强的伸长度、断裂韧度、热冲击、动态负载能力和各向异性特性。
常规CMC叶片通常仅包括一个鸠尾,所述一个鸠尾具有接触转子柄脚的两个相对压力面。因此,每个压力面所需的面积较大,且过渡到这些压力面的翼型件的倒圆角可能较大。如果倒圆角和压力面足够大,那么转子周向柄脚总长度的减少可减少到转子受损的点。另外,优选的是复合叶片的倒圆角和颈部区较大,以便维持安全操作和通常可见于颈部区中的减少的层间张力。CMC叶片是高度正交各向异性的,且从鸠尾压力接触面的弯曲会诱发试图在垂直于径向负载方向的颈部区中撬开叠层的力矩。
归因于较高法向力,CMC鸠尾上的较低侧面角增加了倒圆角和层间张力(ILT)应力且增加了磨损问题,但较高的侧面角存在锁死的风险。
发明内容
在实施例中,陶瓷基复合材料(CMC)涡轮叶片组件包括转子、CMC涡轮叶片和至少一个鸠尾套管。所述转子具有带有至少一个狭槽表面的叶片狭槽。所述狭槽表面呈狭槽角(at a slot angle)。所述CMC涡轮叶片收纳于所述叶片狭槽中。所述CMC涡轮叶片包括具有至少一个根部表面的鸠尾根部。所述根部表面呈根部角。所述根部角比所述狭槽角大至少5度。所述鸠尾套管收纳于所述转子的所述叶片狭槽中。所述鸠尾套管具有接触至少一个根部表面的至少一个内表面和接触至少一个狭槽表面的至少一个外表面,以将所述 CMC涡轮叶片径向保持于所述叶片狭槽中。
在另一实施例中,鸠尾套管包括鸠尾套管的第一侧上的第一轮廓(firstcontour)和与第一侧相对的鸠尾套管的第二侧上的第二轮廓。第一轮廓包括呈外角(at anouter angle)的一对外表面。第二轮廓包括呈内角(at an inner angle)的一对内表面,所述内角比外角大至少5度。鸠尾套管大小被设定成收纳于转子的叶片狭槽中,使得所述一对内表面接触CMC涡轮叶片的鸠尾根部的一对根部表面、且所述一对外表面接触叶片狭槽的一对狭槽表面,以将CMC涡轮叶片径向保持于叶片狭槽中。
在又一实施例中,安装陶瓷基复合材料(CMC)涡轮叶片的方法包括将至少一个鸠尾套管插入到转子的叶片狭槽中,且将CMC涡轮叶片的鸠尾根部插入到鸠尾套管的鸠尾狭槽中。所述叶片狭槽具有呈狭槽角的至少一个狭槽表面。所述鸠尾根部具有呈根部角(at aroot angle)的至少一个根部表面。所述根部角比所述狭槽角大至少5 度。鸠尾套管具有接触根部表面的至少一个内表面和接触狭槽表面的至少一个外表面,以将CMC涡轮叶片径向保持于叶片狭槽中。
本发明的技术方案1提供一种陶瓷基复合材料(CMC)涡轮叶片组件,其包括:转子,其具有带有至少一个狭槽表面的叶片狭槽,所述至少一个狭槽表面呈狭槽角;陶瓷基复合材料涡轮叶片,其收纳于所述叶片狭槽中,所述陶瓷基复合材料涡轮叶片包括具有至少一个根部表面的鸠尾根部,所述至少一个根部表面呈根部角,所述根部角比所述狭槽角大至少5度;以及至少一个鸠尾套管,其收纳于所述转子的所述叶片狭槽中,所述至少一个鸠尾套管具有接触所述至少一个根部表面的至少一个内表面和接触所述至少一个狭槽表面的至少一个外表面,以将所述陶瓷基复合材料涡轮叶片径向保持于所述叶片狭槽中。
技术方案2.根据技术方案1所述的陶瓷基复合材料涡轮叶片组件,其中,所述鸠尾套管的所述至少一个内表面呈与所述根部角互补的内角。
技术方案3.根据技术方案1所述的陶瓷基复合材料涡轮叶片组件,其中,所述鸠尾套管的所述至少一个外表面呈与所述狭槽角互补的外角。
技术方案4.根据技术方案1所述的陶瓷基复合材料涡轮叶片组件,其中,所述狭槽角为约55度或更小。
技术方案5.根据技术方案1所述的陶瓷基复合材料涡轮叶片组件,其中,所述根部角为约60度或更大。
技术方案6.根据技术方案1所述的陶瓷基复合材料涡轮叶片组件,其中,所述至少一个鸠尾套管是金属。
技术方案7.根据技术方案1所述的陶瓷基复合材料涡轮叶片组件,其中,所述至少一个鸠尾套管是一对鸠尾套管,所述一对鸠尾套管中的每一个接触一对所述至少一个根部表面中的一个和一对所述至少一个狭槽表面中的一个。
技术方案8.根据技术方案1所述的陶瓷基复合材料涡轮叶片组件,其中,所述陶瓷基复合材料涡轮叶片不直接接触所述陶瓷基复合材料涡轮叶片组件中的所述转子。
技术方案9.根据技术方案1所述的陶瓷基复合材料涡轮叶片组件,其中,所述鸠尾套管的局部硬度沿着所述鸠尾套管的长度从所述鸠尾套管的中间朝向所述鸠尾套管的第一端部和与所述第一端部相对的所述鸠尾套管的第二端部增加。
技术方案10提供一种鸠尾套管,其包括:在所述鸠尾套管的第一侧上的第一轮廓,所述第一轮廓具有呈外角的一对外表面;以及第二轮廓,其在与所述第一侧相对的所述鸠尾套管的第二侧上,所述第二轮廓具有呈内角的一对内表面,所述内角比所述外角大至少5度;其中所述鸠尾套管大小被设定成收纳于转子的叶片狭槽中,使得所述一对内表面接触陶瓷基复合材料涡轮叶片的鸠尾根部的一对根部表面、且所述一对外表面接触所述叶片狭槽的一对狭槽表面,以将所述陶瓷基复合材料涡轮叶片径向保持于所述叶片狭槽中。
技术方案11.根据技术方案10所述的鸠尾套管,其中,所述外角为约55度或更小。
技术方案12.根据技术方案10所述的鸠尾套管,其中,所述内角为约60度或更大。
技术方案13.根据技术方案10所述的鸠尾套管,其中,所述鸠尾套管是金属。
技术方案14提供一种安装陶瓷基复合材料(CMC)涡轮叶片的方法,所述方法包括:将至少一个鸠尾套管插入到转子的叶片狭槽中,所述叶片狭槽具有呈狭槽角的至少一个狭槽表面;以及将所述陶瓷基复合材料涡轮叶片的鸠尾根部插入到鸠尾套管的鸠尾狭槽中,所述鸠尾根部具有呈根部角的至少一个根部表面,所述根部角比所述狭槽角大至少5度;其中所述至少一个鸠尾套管具有接触所述至少一个根部表面的至少一个内表面和接触所述至少一个狭槽表面的至少一个外表面,以将所述陶瓷基复合材料涡轮叶片径向保持于所述叶片狭槽中。
技术方案15.根据技术方案14所述的方法,其中,所述鸠尾套管的所述至少一个内表面呈与所述根部角互补的内角,且所述鸠尾套管的所述至少一个外表面呈与所述狭槽角互补的外角。
技术方案16.根据技术方案14所述的方法,其中,所述狭槽角为约55度或更小。
技术方案17.根据技术方案14所述的方法,其中,所述根部角为约60度或更大。
技术方案18.根据技术方案14所述的方法,其中,所述至少一个鸠尾套管是金属。
技术方案19.根据技术方案14所述的方法,其中,所述至少一个鸠尾套管是一对鸠尾套管,所述一对鸠尾套管中的每一个接触一对所述至少一个根部表面中的一个根部表面和一对所述至少一个狭槽表面中的一个狭槽表面。
技术方案20.根据技术方案14所述的方法,其中,所述陶瓷基复合材料叶片不直接接触所述陶瓷基复合材料涡轮叶片组件中的所述转子。
从以下结合借助于实例说明本发明的原理的附图做出的更详细描述,本发明的其它特征和优势将显而易见。
附图说明
图1是现有技术陶瓷基复合材料(CMC)涡轮叶片的部分的截面视图。
图2是现有技术CMC涡轮叶片组件的部分的截面视图。
图3是本发明的实施例中的CMC涡轮叶片组件的截面视图。
图4是本发明的另一实施例中的CMC涡轮叶片组件的截面视图。
在可能的情况下,将在整个图式中使用相同参考编号来表示相同部分。
具体实施方式
提供陶瓷基复合材料(CMC)涡轮叶片组件、鸠尾套管和安装 CMC涡轮叶片的方法。
举例来说,相比于不包括本说明书中所公开的特征中的一个或多个的概念,本发明的实施例减小了倒圆角应力(fillet stresses),减小了层间应力(interlaminarstresses),减小了CMC涡轮叶片中的层间张力(interlaminar tension,ILT),减少了转子上的磨损,减少了最大鸠尾厚度,减少了法向力(normal forces),减少了材料成本,提高操作期间的锁定,降低了操作期间锁死的风险(risk of Iockup during operation),增大了转子柄脚下一区段厚度(rotor tang next section thickness),或其组合。
参看图1,CMC涡轮叶片10包括鸠尾根部12和变窄颈部区 14。变窄颈部区14中的阴影表示CMC涡轮叶片10中的层间张力 (ILT)的量,其中最大ILT区域42示于变窄颈部区14的中间。在图 1中,仅示出CMC涡轮叶片10的翼型件的下部部分,其从变窄颈部区 14延伸。
参看图2,CMC涡轮叶片组件20包括收纳于转子30的叶片狭槽32中的CMC涡轮叶片10。叶片狭槽32具有以约55度的狭槽角 36接触CMC涡轮叶片10的狭槽表面34。图1中的阴影表示CMC 涡轮叶片10中的应力,其中转子30与CMC涡轮叶片10之间的接触所引起的径向倒圆角应力(radial fillet stress)44产生CMC涡轮叶片 10中的最大应力。
图3示出包括鸠尾套管60的CMC涡轮叶片组件20,所述鸠尾套管60位于CMC涡轮叶片10的鸠尾根部12与转子30之间。鸠尾套管60阻止CMC涡轮叶片10与转子30之间的直接接触。鸠尾套管60包括接触叶片狭槽32的狭槽表面34的一对外表面62和接触鸠尾根部12的根部表面18的一对内表面64。在图3中,仅示出CMC 涡轮叶片10的翼型件的下部部分,其从鸠尾根部12延伸。
鸠尾套管60准许转子30的接触界面的角以及因此接触应力的方向呈与CMC涡轮叶片10的鸠尾根部12的接触界面不同的角。鸠尾套管60的外表面62呈基本上等于叶片狭槽32的狭槽角36的外角 66,使得外表面62与狭槽表面34基本上互补(complementary)。鸠尾套管60的内表面64呈基本上等于鸠尾根部12的根部角16的内角 68,使得内表面64与根部表面18基本上互补。鸠尾套管60朝向鸠尾套管60的上端(朝向CMC涡轮叶片10的变窄颈部区14)逐渐变窄且充当楔形件,这是由于根部角16比狭槽角36大大约5度或更大。
相对于平行于CMC涡轮叶片10的鸠尾根部12的轴线且垂直于或正交于来自发动机轴线的径向向量的平面限定根部角16、狭槽角 36、外角66和内角68,如图3中所示出。应注意,鸠尾根部12可关于转子/发动机中心线轴线偏斜(skewed)至多约20度。在一些实施例中,偏斜(the skewing)为约15度或更小。
可替代地使用一对鸠尾套管60代替围绕延伸到鸠尾根部12的两个根部表面18的单个鸠尾套管60,如图4中所示出。CMC涡轮叶片组件20包括位于CMC涡轮叶片10的鸠尾根部12与转子30之间的一对鸠尾套管60。鸠尾套管60阻止CMC涡轮叶片10与转子30 之间的直接接触。每个鸠尾套管60包括接触叶片狭槽32的狭槽表面 34中的一个的外表面62和接触转子30的根部表面18中的一个的内表面64。
所述一对鸠尾套管60中的每一个优选地延伸经过鸠尾根部12的最宽点,如图4中所示出,以辅助鸠尾套管60和鸠尾根部12关于/ 相对于叶片狭槽32的定位,但鸠尾套管60不必延伸到鸠尾根部12 的底部。与围绕延伸到鸠尾根部12的两侧的单个鸠尾套管60相比,所述一对鸠尾套管60包括明显较少的材料。所述一对鸠尾套管60可以是可互换的或在形状上基本相同的,从而进一步减少制造成本。替代地,鸠尾套管60可包括多于两个装配件(fitted pieces)。
在一些实施例中,CMC涡轮叶片10和鸠尾套管60解决了有关包装和有关磨损的问题。单独的鸠尾套管60部分地限定CMC涡轮叶片10的鸠尾根部12的部分,从而减小了鸠尾根部12的最大厚度且还提供对转子30的磨损保护。鸠尾套管60准许将具有较大根部角 16的CMC涡轮叶片10装配到具有常规叶片狭槽32的转子30中,所述常规叶片狭槽32例如具有约55度狭槽角36的叶片狭槽32。
鸠尾套管60优选地是金属。在一些实施例中,鸠尾套管60是镍基合金。在一些实施例中,镍基合金是适合任何高温的镍基超合金。在一些实施例中,镍基合金是Haynes 282、Inconel 625、Inconel 738或Rene 108。
如本说明书中所使用,“Haynes 282”是指一种镍基合金,其包括按重量计约18.5%到约20.5%的铬(Cr)、约9%到约11%的钴(Co)、约8%到约9%的钼(Mo)、约1.9%到约2.3%的钛(Ti)、约 1.38%到约1.65%的铝(A1)、至多约1.5%的铁(Fe)、至多约0.3%的锰(Mn)、至多约0.15%的硅(Si)、至多约0.1%的铜(Cu)、约 0.04%到约0.08%的碳(C)、至多约0.02%的锆(Zr)、至多约 0.015%的磷(P)、至多约0.015%的硫(S)、约0.003%到约0.01%的硼(B)、附带杂质、以及余量的镍(Ni)(a balance of nickel)的组合物。
如本说明书中所使用,“Inconel 625”是指一种镍基合金,其包括按重量计约20%到约23%的Cr、约8%到约10%的Mo、至多约 5%的铁(Fe)、约3.2%到约4.2%的铌(Nb)加钽(Ta)、至多约1%的Co、至多约0.5%的Mn、至多约0.5%的Si、至多约0.4%的Al、至多约0.4%的Ti、至多约0.1%的碳(C)、附带杂质、以及余量(至少58%)的Ni的组合物。
如本说明书中所使用,“Inconel 738”是指一种镍基合金,其包括按重量计约15.7%到约16.3%的Cr、约8.0%到约9.0%的Co、约 3.2%到约3.7%的Ti、约3.2%到约3.7%的Al、约2.4%到约2.8%的钨(W)、约1.5%到约2.0%的Ta、约1.5%到约2.0%的Mo、约 0.6%到约1.1%的Nb、至多约0.5%的Fe、至多约0.3%的Si、至多约 0.2%的Mn、约0.15%到约0.20%的C、约0.05%到约0.15%的Zr、至多约0.015%的S、约0.005%到约0.015%的B、附带杂质、以及余量的Ni的组合物。
如本说明书中所使用,“Rene 108”是指一种镍基合金,其包括按重量计约9%到约10%的Co、约9.3%到约9.7%的W、约8.0%到约8.7%的Cr、约5.25%到约5.75%的Al、约2.8%到约3.3%的Ta、约1.3%到约1.7%的Hf、至多约0.9%的Ti(例如,约0.6%到约0.9%的Ti)、至多约0.6%的Mo(例如,约0.4%到约0.6%的Mo)、至多约0.2%的Fe、至多约0.12%的Si、至多约0.1%的Mn、至多约 0.1%的Cu、至多约0.1%的C(例如,约0.07%到约0.1%的C)、至多约0.1%的Nb、至多约0.02%的Zr(例如,约0.005%到约0.02%的Zr)、至多约0.02%的B(例如,约0.01%到约0.02%的B)、至多约0.01%的磷(P)、至多约0.004%的S、附带杂质、以及余量的Ni 的组合物。
在一些实施例中,将涂层施加到转子30与鸠尾套管60之间或鸠尾套管60与CMC涡轮叶片10之间的磨损表面中的一个或多个。涂层可包括钴、钛、石墨或另一含碳组合物,或其组合。
在一些实施例中,鸠尾套管60形成为使得鸠尾套管60的硬度 (stiffness)沿着轴向鸠尾负载路径(axial dovetail loading path)垂直于 CMC涡轮叶片10的压力面改变。在一些实施例中,鸠尾套管60的硬度在鸠尾套管60的中间的最低处、或靠近鸠尾套管60的中间最低,且沿着压力面朝向对应于CMC涡轮叶片10的前边缘和后边缘的鸠尾套管60的端部增加。沿着鸠尾套管60改变局部硬度允许在暂时和正常操作期间翼型件的更恒定和预定的负载(more constant predetermined loading)。在一些实施例中,可通过将鸠尾套管60铸造有非均匀凸纹(uniform ribs)、通过以其它方式对坚固鸠尾套管60进行结构修改或通过添加处理(additive process)来实现硬度改变。
根部角16与狭槽角36之间的差可为约5度或更大,或者约10 度或更大,或者在约5度到约10度的范围内,或者在约5度到约15 度的范围内,或者在约10度到约15度的范围内,或者约3度或更大,或者在约3度到约5度的范围内,或者在约4度到约6度的范围内,或者在约5度到约7度的范围内,或为其间的任何值、范围或子范围。
狭槽角36可为约55度,或者约55度或更小,或者在约50度到约55度的范围内,或者约60度或更小,或者在约50度到约60度的范围内,或者在约54度到约56度的范围内,或者在约53度到约55 度的范围内,或为其间的任何值、范围或子范围。
根部角16可为约60度或更大,或者约65度或更大,或者在约 60度到约65度的范围内,或者在约60度到约70度的范围内,或者在约65度到约70度的范围内,或者在约60度到约62度的范围内,或者在约64度到约66度的范围内,或为其间的任何值、范围或子范围。
内角68与外角66之间的差可为约5度或更大,或者约10度或更大,或者在约5度到约10度的范围内,或者在约5度到约15度的范围内,或者在约10度到约15度的范围内,或者约3度或更大,或者在约3度到约5度的范围内,或者在约4度到约6度的范围内,或者在约5度到约7度的范围内,或为其间的任何值、范围或子范围。
外角66可为约55度,或者约55度或更小,或者在约50度到约 55度的范围内,或者约60度或更小,或者在约50度到约60度的范围内,或者在约54度到约56度的范围内,或者在约53度到约55度的范围内,或为其间的任何值、范围或子范围。
内角68可为约60度或更大,或者约65度或更大,或者在约60 度到约65度的范围内,或者在约60度到约70度的范围内,或者在约65度到约70度的范围内,或者在约60度到约62度的范围内,或者在约64度到约66度的范围内,或为其间的任何值、范围或子范围。
尽管仅示出单个鸠尾区段(dovetail section),但鸠尾区段可以是单个鸠尾区段或双鸠尾区段。在一些实施例中,鸠尾套管60包括在单个鸠尾区段或双鸠尾区段内,且连续环绕鸠尾根部12的凸形压力面和凹形压力面。在一些实施例中,鸠尾根部12与鸠尾套管60接触面的根部角16基本上大于约60度,以促进操作期间的锁定,但与套管的外表面的角为约55度或更小,以减少锁死(Iockup)的机率。预期根部角16增大到55度以上以使应力减少约5%到约10%,由此降低材料成本。
尽管仅示出鸠尾根部12,但CMC涡轮叶片10的根部可替代地为杉树形根部。
尽管转子30示出为单件,但转子30可替代地包括接触鸠尾套管 60的转子段(rotor segment),所述转子段是装配到转子轮中的适配器段(adapter segment)。在一些实施例中,转子段容纳关于相当的金属涡轮叶片的CMC涡轮叶片10的较厚且变窄的颈部区14。在一些实施例中,还可使用更强大的高温适配器段。
虽然已参考一个或多个实施例描述本发明,但是所属领域的技术人员应理解,在不脱离本发明的范围的情况下,可做出各种改变且可用等效物替代本发明的元件。此外,在不脱离本发明的基本范围的情况下,可进行许多修改以使具体情况或材料适应本发明的教示。因此,不希望本发明限于作为预期用于执行本发明的最佳模式而公开的特定实施例,而是本发明将包括属于所附权利要求书的范围内的所有实施例。此外,在具体实施方式中标示的所有数值应被解释为如同精确值和近似值均被明确地标示。
Claims (20)
1.一种陶瓷基复合材料(CMC)涡轮叶片组件,其包括:
转子,其具有带有至少一个狭槽表面的叶片狭槽,所述至少一个狭槽表面呈狭槽角;
陶瓷基复合材料涡轮叶片,其收纳于所述叶片狭槽中,所述陶瓷基复合材料涡轮叶片包括具有至少一个根部表面的鸠尾根部,所述至少一个根部表面呈根部角,所述根部角比所述狭槽角大至少5度;以及
至少一个鸠尾套管,其收纳于所述转子的所述叶片狭槽中,所述至少一个鸠尾套管具有接触所述至少一个根部表面的至少一个内表面和接触所述至少一个狭槽表面的至少一个外表面,以将所述陶瓷基复合材料涡轮叶片径向保持于所述叶片狭槽中。
2.根据权利要求1所述的陶瓷基复合材料涡轮叶片组件,其中,所述鸠尾套管的所述至少一个内表面呈与所述根部角互补的内角。
3.根据权利要求1所述的陶瓷基复合材料涡轮叶片组件,其中,所述鸠尾套管的所述至少一个外表面呈与所述狭槽角互补的外角。
4.根据权利要求1所述的陶瓷基复合材料涡轮叶片组件,其中,所述狭槽角为约55度或更小。
5.根据权利要求1所述的陶瓷基复合材料涡轮叶片组件,其中,所述根部角为约60度或更大。
6.根据权利要求1所述的陶瓷基复合材料涡轮叶片组件,其中,所述至少一个鸠尾套管是金属。
7.根据权利要求1所述的陶瓷基复合材料涡轮叶片组件,其中,所述至少一个鸠尾套管是一对鸠尾套管,所述一对鸠尾套管中的每一个接触一对所述至少一个根部表面中的一个和一对所述至少一个狭槽表面中的一个。
8.根据权利要求1所述的陶瓷基复合材料涡轮叶片组件,其中,所述陶瓷基复合材料涡轮叶片不直接接触所述陶瓷基复合材料涡轮叶片组件中的所述转子。
9.根据权利要求1所述的陶瓷基复合材料涡轮叶片组件,其中,所述鸠尾套管的局部硬度沿着所述鸠尾套管的长度从所述鸠尾套管的中间朝向所述鸠尾套管的第一端部和与所述第一端部相对的所述鸠尾套管的第二端部增加。
10. 一种鸠尾套管,其包括:
在所述鸠尾套管的第一侧上的第一轮廓,所述第一轮廓具有呈外角的一对外表面;以及
第二轮廓,其在与所述第一侧相对的所述鸠尾套管的第二侧上,所述第二轮廓具有呈内角的一对内表面,所述内角比所述外角大至少5度;
其中所述鸠尾套管大小被设定成收纳于转子的叶片狭槽中,使得所述一对内表面接触陶瓷基复合材料涡轮叶片的鸠尾根部的一对根部表面、且所述一对外表面接触所述叶片狭槽的一对狭槽表面,以将所述陶瓷基复合材料涡轮叶片径向保持于所述叶片狭槽中。
11.根据权利要求10所述的鸠尾套管,其中,所述外角为约55度或更小。
12.根据权利要求10所述的鸠尾套管,其中,所述内角为约60度或更大。
13.根据权利要求10所述的鸠尾套管,其中,所述鸠尾套管是金属。
14. 一种安装陶瓷基复合材料(CMC)涡轮叶片的方法,所述方法包括:
将至少一个鸠尾套管插入到转子的叶片狭槽中,所述叶片狭槽具有呈狭槽角的至少一个狭槽表面;以及
将所述陶瓷基复合材料涡轮叶片的鸠尾根部插入到鸠尾套管的鸠尾狭槽中,所述鸠尾根部具有呈根部角的至少一个根部表面,所述根部角比所述狭槽角大至少5度;
其中所述至少一个鸠尾套管具有接触所述至少一个根部表面的至少一个内表面和接触所述至少一个狭槽表面的至少一个外表面,以将所述陶瓷基复合材料涡轮叶片径向保持于所述叶片狭槽中。
15.根据权利要求14所述的方法,其中,所述鸠尾套管的所述至少一个内表面呈与所述根部角互补的内角,且所述鸠尾套管的所述至少一个外表面呈与所述狭槽角互补的外角。
16.根据权利要求14所述的方法,其中,所述狭槽角为约55度或更小。
17.根据权利要求14所述的方法,其中,所述根部角为约60度或更大。
18.根据权利要求14所述的方法,其中,所述至少一个鸠尾套管是金属。
19.根据权利要求14所述的方法,其中,所述至少一个鸠尾套管是一对鸠尾套管,所述一对鸠尾套管中的每一个接触一对所述至少一个根部表面中的一个根部表面和一对所述至少一个狭槽表面中的一个狭槽表面。
20.根据权利要求14所述的方法,其中,所述陶瓷基复合材料叶片不直接接触所述陶瓷基复合材料涡轮叶片组件中的所述转子。
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