噴射成形GH738合金的低周疲勞行為.pdf

1、鎳基高溫合金GH738具有優(yōu)異的高溫強(qiáng)度和良好的抗腐蝕、抗氧化和疲勞性能,工藝塑性良好,組織穩(wěn)定,可應(yīng)用于航空發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)動部件。但實(shí)際服役時(shí),由于承受高溫、高應(yīng)力,特別是啟動、停車等,溫度急劇變化使得各種瞬態(tài)熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力加在一起,造成局部塑性變形區(qū)產(chǎn)生低周疲勞,從而影響構(gòu)件的使用壽命。為了合理設(shè)計(jì)并預(yù)計(jì)其使用壽命,需要對其低周疲勞行為進(jìn)行了解和掌握。此外,基于損傷容限設(shè)計(jì)疲勞裂紋擴(kuò)展性能也是一項(xiàng)主要指標(biāo),對噴射成形GH738合金的疲勞

2、裂紋擴(kuò)展行為的研究十分重要。
　　本文研究了噴射成形GH738合金的高溫低周疲勞行為和疲勞參數(shù)的變化對低周疲勞的影響,并探討了其作用機(jī)理。并分別對常溫和高溫條件下GH738合金的疲勞裂紋擴(kuò)展性能進(jìn)行了分析,揭示了高溫條件下頻率、應(yīng)力比和溫度對疲勞裂紋擴(kuò)展的影響機(jī)理。
　　應(yīng)變控制下拉壓低周疲勞試驗(yàn)研究結(jié)果表明:在350℃~550℃范圍內(nèi),溫度升高對GH738合金低周疲勞性能和循環(huán)軟化硬化行為影響顯著,其循環(huán)硬化逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)檠h(huán)

3、軟化,循環(huán)壽命有所降低。本試驗(yàn)所采用的頻率和波形對GH738合金的疲勞性能影響較小。同時(shí),推導(dǎo)出550℃和650℃的疲勞壽命方程,550℃和650℃條件下GH738合金的低周疲勞壽命遵循Coffin-Manson關(guān)系,并對比分析了GH738合金550℃和650℃的疲勞參數(shù)的變化。
　　疲勞裂紋擴(kuò)展試驗(yàn)中,室溫(25℃)GH738合金在較高的應(yīng)力比下疲勞裂紋擴(kuò)展速率較快。高溫條件下GH738合金疲勞裂紋擴(kuò)展性能受頻率、應(yīng)力比和溫度影

4、響,低頻時(shí)裂紋擴(kuò)展速率較快,隨著頻率的增大,裂紋擴(kuò)展減慢;應(yīng)力比對疲勞裂紋擴(kuò)展的影響與室溫的變化趨勢一致;在400℃和550℃時(shí)裂紋長度-循環(huán)周次(a-N)曲線發(fā)生局部重疊,650℃時(shí)變化明顯;通過Paris公式進(jìn)行相應(yīng)的線性擬合,獲得了不同參數(shù)下的裂紋擴(kuò)展速率方程。
　　噴射成形GH738合金的低周疲勞室溫和高溫疲勞裂紋擴(kuò)展試驗(yàn)斷口形貌區(qū)別較大,高溫條件下氧化明顯,且疲勞裂紋穩(wěn)定擴(kuò)展階段有大量疲勞條帶的產(chǎn)生。同時(shí),存在二次裂紋并