α+β钛合金旋转弯曲疲劳性能各向异性的研究

研究了微观组织和织构对β锻造的α + β两相钛合金镦饼旋转弯曲疲劳性能各向异性的影响,利用OM、SEM、XRD和EBSD等手段表征了镦饼不同方向及不同厚度处的显微组织以及织构分布,分析了微观组织和织构对旋转弯曲疲劳性能各向异性的影响。结果表明,合金经β锻造后,呈网篮组织特征,原始β晶粒压扁拉长,且晶界处存在再结晶晶粒;镦饼形成β相<100>//轴向的丝织构和α相<0001>//径向的织构。径向试样旋转弯曲疲劳强度优于轴向试样,这与镦饼的原始β晶粒形态和织构类型均有关,原始β晶粒的排布导致不同取向裂纹萌生的难易程度和裂纹扩展路径曲折程度不同;此外,α相和β相织构也造成不同取向在循环加载时滑移系开动难易程度不同造成疲劳强度产生差异。     

加载频率对直接时效GH4169高温合金疲劳裂纹扩展性能的影响

本文研究了频率对直接时效GH4169合金疲劳裂纹扩展性能的影响.结果表明:在试验温度为550℃时,频率的改变对直接时效GH4169高温合金疲劳裂纹扩展性能基本没有影响,其裂纹扩展的控制机理是机械疲劳;在试验温度为650℃时,在0.5Hz以上频率时,频率的改变对直接时效GH4169高温合金疲劳裂纹扩展性能基本没有影响,其裂纹扩展的控制机理是机械疲劳;但当频率降低至0.1Hz时,其疲劳裂纹扩展速率明显加快,裂纹扩展的控制机理是高温氧化.     

NiCrAlY共渗涂层对K417G合金拉伸与疲劳性能的影响

采用两步法热扩散技术在K417G合金上制备了NiCrAlY涂层,涂层试样的拉伸试验分别在室温与900℃进行,旋转弯曲疲劳试验在室温下进行。研究了涂层对合金拉伸强度、疲劳寿命的影响及疲劳断裂机理。结果表明:室温和900℃条件下,施加涂层提高了合金的屈服强度,降低了合金的抗拉强度;室温下的涂层试样的疲劳极限强度比合金降低了50MPa,相同应力条件下涂层降低了合金的疲劳寿命;涂层NiAl相的本征脆性和涂层内部缺陷降低了基体合金的拉伸性能,并引发了疲劳裂纹的萌生与扩展。     

DZ125高温合金超高周疲劳裂纹萌生与扩展

裂纹的萌生与扩展是研究合金材料超高周疲劳行为的重要方面。本研究分析与探讨了温度和表面状态对DZ125合金的超高周疲劳裂纹萌生与扩展特征的影响。不同温度下,DZ125合金的超高周疲劳裂纹萌生位置和扩展方式不同。室温下,裂纹均沿表面起源,裂纹扩展以拉伸模式为主;700℃下,裂纹均沿亚表面起源,裂纹扩展以剪切模式为主。室温下,DZ125合金经激光冲击处理前后的超高周疲劳裂纹萌生位置和扩展方式均存在差异。经过激光冲击处理后,裂纹萌生于合金的内部孔洞缺陷,裂纹扩展完全以剪切模式进行。     

粉末高温合金FGH97疲劳裂纹扩展行为的研究

本文研究了氩气雾化制粉+热等静压工艺成型所制备的粉末高温合金FGH97在650℃下的疲劳裂纹扩展性能,并与俄制旋转电极制粉+热等静压工艺成型的EP741NP合金盘件进行对比；重点分析了不同制粉工艺、氧含量、晶粒度、γ"尺寸等因素对裂纹扩展速率的影响。结果表明：氩气雾化制粉+热等静压工艺制备的FGH97合金试验盘具有比俄制旋转电极制粉+热等静压工艺制备的EP741NP合金盘件更好的疲劳裂纹扩展抗力；分析发现晶粒度对氩气雾化制粉+热等静压工艺制备的试验盘裂纹扩展性能影响较为明显,晶粒度越大,疲劳裂纹扩展速率越低；γ"相尺寸的影响次之,在一定范围内γ"相尺寸增大,疲劳裂纹扩展速率略为降低；而氧含量在100~150ppm范围内对疲劳裂纹扩展性能无显著影响。     

镍基高温合金疲劳裂纹急速扩展敏感温度及成因EI北大核心CSCD

对3种粉末高温合金FG4096、FGH4097和FGH4098,2种变形高温合金GH4720Li和GH4738等典型镍基高温合金,在550~800℃的宽温度范围内开展疲劳裂纹扩展实验,明确了合金在服役温度范围内的高温段存在疲劳裂纹急速扩展的敏感温度。综合考虑合金的高温组织演变和力学性能衰减对疲劳行为的影响,发现2者并非高温疲劳裂纹急剧扩展敏感温度存在的主因。不同温度下疲劳断口和裂纹扩展路径的对比以及氧化损伤分量的计算表明,高温下晶界氧化损伤是疲劳裂纹急剧扩展敏感温度存在的主要原因。采用分子动力学计算分析了不同温度下O对Ni和NiCr体系晶界强度的影响规律。通过实验和理论计算阐述了镍基高温合金疲劳裂纹扩展的高温敏感性现象和本质原因。     

淬火条件对砂铸A356合金疲劳裂纹扩展速率的影响

在相同固溶和时效条件下，选择3种不同温度的水对砂铸A356合金进行了淬火处理，并对这3种不同淬火态下的合金进行了拉伸及疲劳裂纹扩展性能研究。结果表明，随淬火介质温度的降低，淬火冷却速率提高，合金的强度增加，塑性下降；当应力比R较低时，淬火条件对合金门槛区的裂纹扩展有明显影响，降低淬火介质温度可以提高合金的疲劳裂纹扩展阻力。此外，不同淬火态合金的疲劳扩展均明显地表现出与应力比R的相关性，这种相关性可以用裂纹闭合来说明。     

微观组织对TA15 ELI钛合金损伤容限性能的影响

研究了TA15 ELI钛合金43 mm厚板的等轴组织、双态组织和片层组织的室温拉伸性能、断裂韧性(KIC)以及疲劳裂纹扩展速率(da/dN)等损伤容限性能,通过金相显微镜观测了疲劳裂纹在各类组织中的扩展规律,讨论显微组织对该合金损伤容限性能的影响.结果表明该合金等轴组织和双态组织的室温力学性能和疲劳裂纹扩展阻抗差别不大;相对等轴组织和双态组织而言,该合金片层组织在损失强度较小的前提下(Rm=992 MPa),合金断裂韧性提高,达到111 MPa·m1/2,同时该合金的疲劳裂纹扩展速率也大幅降低,其Paris公式拟合参数为c=1.08×10-8,n=3.23,具有更好的损伤容限性能.     

热处理对Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Si-X系合金性能的影响

研究了热处理对3种Ti-Al-Sn-zr-Mo-Si-X（X为ⅤB，ⅥB族一种或几种元素）系合金（A、B、C）室温拉伸性能的影响，对优化合金的热处理制度及优选热处理制度下3种合金的疲劳裂纹扩展行为也进行了探讨。结果表明，优选热处理制度下A、C合金的裂纹扩展速率差别不大，B合金560℃时效处理后，裂纹扩展速率比540℃时效处理的小。在相同热处理制度下，比较3种合金裂纹扩展速率的结果表明，IgΔK在1．2～1．5范围内B合金的抗疲劳裂纹扩展性能较优。     

激光冲击近β 型钛合金的室温拉伸和高周疲劳性能及其断裂机理

目的 提高近β钛合金的强度和高周疲劳性能。方法 对两相区固溶时效热处理后的TB6和Ti55531钛合金锻态材料表面进行了激光冲击强化（LSP）,并对强化前后的试样进行室温拉伸和高周疲劳试验。采用扫描电镜（SEM）对拉伸和高周疲劳断口进行了观察和分析。结果 与未LSP的样品相比,LSP后TB6和Ti55531钛合金的抗拉强度（Rm）分别提高了25 MPa和25 MPa,提高比例分别为2.26%和2.02%;屈服强度（Rp0.2）分别降低了48 MPa和30 MPa,降低比例分别为4.58%和2.54%;断面收缩率（A）、延伸率（Z）和弹性模量略有提升。在低应力水平下,LSP后Ti55531合金的疲劳寿命高于TB6合金,而在高应力水平下,TB6合金具有略高于Ti55531合金的疲劳寿命。结论 经过和未经LSP的TB6和Ti55531钛合金的拉伸断裂模式均为微孔聚集型韧性断裂与沿晶脆性断裂混合的断裂模式,表面激光冲击不改变其拉伸断裂模式,近β钛合金在不同应力状态的疲劳寿命差异与材料显微组织差异导致的疲劳裂纹萌生和扩展速率不同有关。     

显微组织对TB17钛合金高周疲劳性能的影响

对比研究了TB17钛合金3种典型组织形态(双态组织、网篮组织和片层组织)对其高周疲劳性能的影响,并分析了高周疲劳断口形貌。结果表明：双态组织特征的TB17钛合金具有最高的强塑性匹配水平,但其疲劳寿命与应力呈双线性关系,疲劳性能并不稳定;网篮组织的强塑性稍差,但具有最高的疲劳强度和疲劳比;片层组织的疲劳强度比网篮组织略低,但其疲劳比和拉伸塑性最差。高周疲劳加载应力处于低应力状态时,疲劳裂纹倾向于试样内部、单源萌生,而处于高应力状态时,疲劳裂纹倾向于试样表面、多源萌生。网篮组织存在更多的二次裂纹,且疲劳条带更为清晰密集,裂纹扩展路径更曲折,在扩展时消耗的能量更多。     

真空熔烧镍基合金—碳化铬复合涂层抗疲劳性能的研究

研究了用真空熔烧法制得的镍基合金－碳化铬复合涂层的热疲劳行为。结果表明,复合涂层的热疲劳行为与热循环上限温度、涂层厚度有关。随涂层厚度减薄,热疲劳抗力增加,随热循环上限温度升高,其热疲劳抗力降低,裂纹扩展由快到慢,最后停止,热疲劳裂纹有沿相界面开裂的特征,复合涂层具有高的抗氧化性。     

Fatigue cracks in HVOF thermally sprayed WC-Co coatings

Initiation and early growth of fatigue cracks of a medium carbon steel with HVOF thermally sprayed WC-Co coatings prepared from two types of commercially available powders with similar total chemical composition were investigated under rotating bending conditions. The morphology of the fatigue crack is divided into two type—linear cracks and net-like cracks—depending on the types of powders and the thickness of the coatings. The fatigue cracks in thinner coatings were closer to each other than those for the thick coatings.     

<111>取向DD499合金旋转弯曲高周疲劳性能的研究

研究了DD499单晶高温合金<111>取向700和900 ℃温度条件下光滑和缺口试样的高温旋转弯曲高周疲劳性能。结果表明：<111>取向DD499合金光滑试样的疲劳强度在700 ℃为355 MPa,在900 ℃时为400 MPa,其疲劳强度和缺口敏感性均随温度的升高而增大。<111>取向DD499合金两种温度光滑试样的疲劳断裂均为多源断裂,断裂机制均表现为沿最密排面{111}面的解理断裂特征;而缺口试样在700 ℃表现为沿缺口向中心扩展断裂,900 ℃表现为类似于光滑试样的断裂特征。     

Corrosion fatigue behavior of a steel with sprayed coatings

This paper describes the corrosion fatigue behavior and fracture mechanisms of a steel with different sprayed coatings. Rotating bending fatigue tests were conducted in 3% NaCl solution using specimens of a medium carbon steel with sprayed coatings of a ceramic (Cr₂O₃), a cermet (WC-12%Co) and two metals (Ni-11 % P and Al-2% Zn). The corrosion fatigue process was basically the same for ceramic, cermet, and Ni-11 % P sprayed specimens. That is, the corrosive media could be supplied from the specimen surface to the substrate through cracks initiated during fatigue cycling and/or pores in the coatings, and thus corrosion pits were generated followed by subsequent crack initiation and growth in the substrate. The corrosion fatigue strength of ceramic sprayed specimens was slightly improved compared to that of the substrate steel because the under-coating (Ni-5%A1) could impede the penetration of the corrosive media although the ceramic coating had a poor resistance to cracking under cyclic loading. Cermet sprayed specimens also exhibited improved corrosion fatigue strength because of the high resistance to cracking and the low volume fraction of pores of the coating. In Ni-11 % Psprayed specimens, cracks were initiated in the coating even at low stress levels; thus the corrosion fatigue strength was the same as that of the substrate. Anodic dissolution took place in Al-2 % Zn coating because the coating was electrochemically poor, and thus the substrate was cathodically protected. Therefore, the corrosion fatigue strength of Al-2 % Zn sprayed specimens was enhanced to as high as the fatigue strength of the substrate in room air. Based on the experimental results, a dual-layer coating consisting of WC-12%Co and Al-2%Zn was fatigue tested. The coating was effective at low stress levels and exhibited long life under conditions where corrosion fatigue strength was critical.     

Thermal fatigue behavior of K465 superalloy

The thermal fatigue behavior of K465 superalloy was investigated at the peak temperature of 1050℃. By scanning electron microscopy （SEM） and optical microscopy, the main crack length was observed and measured. The initiation sites of the tested alloys are different in as-cast （named as K465） and solution heat treatment （named as SK465） conditions. In K465 alloy, most thermal fatigue cracks nucleate at （Nb,W,Ti）C carbides. In SK465 alloy, thermal fatigue cracks initiate in interdendritic regions, MC-type carbides and some interfaces. Thermal fatigue cracks propagate in transdendritic mode, and M6C-type carbides could retard thermal fatigue crack growth for SK465 superalloy.     

<111>取向DD499合金旋转弯曲高周疲劳性能的研究

研究了DD499单晶高温合金<111>取向700和900℃温度条件下光滑和缺口试样的高温旋转弯曲高周疲劳性能。结果表明:<111>取向DD499合金光滑试样的疲劳强度在700℃为355MPa,在900℃时为400MPa,其疲劳强度和缺口敏感性均随温度的升高而增大。<111>取向DD499合金两种温度光滑试样的疲劳断裂均为多源断裂,断裂机制均表现为沿最密排面{111}面的解理断裂特征;而缺口试样在700℃表现为沿缺口向中心扩展断裂,900℃表现为类似于光滑试样的断裂特征。     

Ti8LC低成本钛合金疲劳裂纹扩展行为研究

采用双重退火对Ti8LC低成本钛合金进行热处理,测试其拉伸性能,并对其疲劳裂纹扩展行为进行研究,探索其疲劳断裂机制.结果表明,提高双重退火的第1次退火温度,强度略有升高,塑性降低.da/dN试样断口3个区特征明显:预裂区为解理断裂机制.稳态扩展区裂纹以条纹循环机制向前扩展,同时能观察到很多二次裂纹.快速扩展区的断口呈韧窝型断裂特征.该合金的疲劳裂纹扩展速率对退火温度不敏感.     

Effect of pre-strain on fatigue crack growth of 2E 12 aluminum alloy

The influences of pre-strain on the mechanical property and fatigue crack growth of 2E12 aluminum alloy were evaluated by SEM, TEM, mechanical property and fatigue tests. The axial fatigue tests were conducted under a constant amplitude sinusoidal wave loading at stress ratio of 0.1 in laboratory air and salt fog at room temperature. The results show that the yield stress of pre strain material is higher than that of the material without undergoing pre-strain, but pre-strain can not make the increase of the growth rate of fatigue crack. Fatigue crack growth rates of the alloy in salt fog are higher than those in air. The increased fatigue crack growth of the alloy in a given environment and more brittle striations can be observed in salt fog.     

涂覆WC-17Co涂层的Ni718合金在不同环境温度中的疲劳性能

利用超音速火焰喷涂技术在Ni718合金表面制备WC-17Co涂层.利用反复弯曲试验分析25,150,300℃条件下涂覆WC-17Co涂层Ni718合金疲劳性能,利用扫描电镜、X射线衍射仪分析涂层的断口形貌和相组成,并利用剥层法测量涂层中残余应力分布.结果表明,相同应变量条件下试样的疲劳寿命随着温度的升高而降低;循环载荷作用下裂纹由涂层表面产生,向基体方向扩展,最终形成整体断裂;室温至300℃温度范围内,涂层不会发生相变,但是随环境温度上升涂层中的残余压应力呈现下降趋势,这种趋势使得涂层中裂纹的扩展速度增加,最终导致疲劳寿命下降.