高温低周疲劳裂纹扩展速率实验数据处理及其计算机程序

疲劳及疲劳裂纹扩展速率实验数据由于实验本身、材料、测量误差以及实验条件、环境等因素的影响,使之产生较大的分散性。为了定量地比较其优劣,必须借助于数理统计方法对其实验数据进行统计处理。 本文叙述了用电位法测定国产K5定向凝固、普通铸造合金分别在700和950℃空气介质中的低周疲劳裂纹扩展速率,以及分别用线弹     

压力容器用钢低周疲劳表面裂纹扩展速率试验研究

压力容器的表面裂纹常常会导致低周疲劳破坏.因此,研究压力容器用钢的低周疲劳表面裂纹扩展规律,具有重要意义.本文在带有上下对称圆弧板状试样的上圆弧几何中心,加工预制了半椭圆表面裂纹,以模拟压力容器具有表面裂纹时的特点.同时,在上圆弧一侧设计加工了特定形状和尺寸的刀口,装卡COD位移规,用来控制表面裂纹前缘的应变.以10C...     

Inconel718合金高温低周疲劳裂纹萌生机制的研究

本文研究了不同组织形态Inconel 718合金在650℃高温低周疲劳过程中的裂纹萌生。实验结果表明:晶粒粗大并伴有部分长片状δ相沿孪晶界析出的合金,断口表面疲劳源处有明显的无任何特性的平的解理面,这些解理平面是孪晶面和孪晶界两侧的晶面,并发现疲劳裂纹很容易沿着这些晶面产生。这是由于粗晶组织合金中孪晶界上析出的长片状δ相阻碍晶体滑移,在δ相与孪晶的界面处造成了应力集中,降低了界面强度以及孪晶界两侧形成的无强化相析出带减弱了裂纹萌生抗力。晶粒细小,短片状δ相沿晶界析出的合金,断口表面疲劳源特性不明显,表面裂纹不易萌生。     

高温合金裂纹扩展速率的影响因素

裂纹扩展速率不仅是高温合金涡轮盘的重要使用性能,同时也是涡轮盘损伤容量设计和寿命预测的重要指标之一.总结了高温合金的裂纹扩展速率的各种影响因素,包括外部因素和内部因素两大类.外部因素指试件或构件的实验条件或服役条件,如温度、环境、频率、应力比、保载时间以及其它因素等.内部因素指材料本身所具有的状态和性能,如材料的晶粒尺寸、析出相、晶界及化学成分等.这些因素单独作用或交互作用影响高温合金裂纹扩展速率.     

高温低循环疲劳裂纹扩展速率da/dN的测定

高温低循环疲劳裂纹扩展速率da/dN的测试和研究是当前断裂力学中的一个重要课题。无论从理论上还是测试方法上都还不成熟,处于探索和发展阶段。 国产涡喷发动机Ⅰ级涡轮盘,系GH36合金制成,原规定在使用过程中槽底裂纹长达1.5毫米就报废,致使年报废率高达20％,更主     

化学法细化高温合金K4169的低周疲劳性能研究

采用一种新型中间合金复合细化剂,在常规生产工艺条件下对高温合金K4169铸件进行了晶粒细化.测试了常规工艺和细晶铸造工艺两种试样的常温和中温(700℃)条件下的低周疲劳性能.结果表明,这一新型工艺方法能有效细化高温合金K4169晶粒.细晶试样的室温低周疲劳性能有较大的提高,且数据的分散性有所改善;在中温时,疲劳寿命的优劣和疲劳应变幅有关:在小应变幅条件下,细晶仍然有较高的疲劳寿命,在大应变幅条件下,细晶疲劳寿命比粗晶有所降低,但数据的稳定性较好.     

高温合金的高温疲劳裂纹扩展门槛值试验

疲劳裂纹扩展门槛值反映材料抗裂纹扩展的能力,是重要的材料性能指标。室温疲劳试验已经成为标准试验方法,但是该方法能否拓展到高温下,并应用于高温合金,尚无试验数据。根据目前的测试技术,试验温度在600℃以下可以使用目测法进行裂纹扩展试验,而在600℃以上,由于试样表面氧化,目测无法观察,所以使用自动测量方法——直流电位法。但由于裂纹扩展门槛值试验时间很长(上百小时),试验难度非常大。该文介绍了粉末高温合金、变形高温合金以及定向凝固高温合金3种高温合金最高到850℃的疲劳裂纹扩展门槛值试验,使用目测法和直流电位法两种方法进行裂纹长度测量。结果表明:直流电位法可以用于高温疲劳裂纹扩展门槛值试验,但试验数据还存在一定的分散性,尚需进一步研究提高裂纹长度测量精度。     

轴承钢疲劳裂纹扩展速率的研究

研究了轴承钢碳化物及晶粒细化对轴承钢疲劳寿命的影响。结果表明;细化轴承钢中的碳化物可以使其疲劳裂纹扩展速率下降,而同时细化轴承钢中的碳化物和晶粒,会使其疲劳裂纹扩展速率下降更明显。     

TA5钛合金的疲劳裂纹扩展门槛值与疲劳裂纹扩展速率的关系

研究了大规格ＴＡ５钛合金热轧环村的疲劳裂纹扩展门槛值ΔＫ＿（ｔｈ）与疲劳裂纹扩展速率加ｄａ／ｄＮ之间的关系。结果表明，Δｋ＿（ｔｈ）值可由近门槛区的ｄａ／ｄＮ表达式直接按定义ｄａ／ｄＮ值算，而无需进行繁琐的试验测定。这一结果同样适用于β区加热热轧ＴＡ５钛合金板材。     

粉末高温合金的低周疲劳研究进展

参考了前人对粉末高温合金低周疲劳的研究成果,回顾了基于缺陷的裂纹萌生和扩展的研究情况,介绍了针对粉末高温合金的喷丸强化机理和作用,总结了几种寿命模型,其中修正Mitchell模型最适合粉末高温合金的寿命预测;得出了需加强粉末高温合金低周疲劳寿命模型及喷丸强化研究的结论。     

基于材料低周疲劳的裂纹扩展预测模型

该文基于疲劳裂纹尖端循环应力-应变场, 定义了基于应变幅的平均单位循环损伤参量D, 并引入Miner累积损伤率, 从而从理论上建立起材料低周疲劳性能和疲劳裂纹扩展行为之间的联系。以裂尖扩展方向上的单调塑性区尺寸作为疲劳过程区大小, 并提出了基于弹塑性应变疲劳累积损伤的疲劳裂纹扩展预测模型。模型改进了前人提出的疲劳裂纹扩展预测模型, 考虑了单调塑性区内所有材料的弹塑性应变疲劳损伤贡献;模型中参数均有物理意义, 不需要人为调试。基于完成的Cr2Ni2MoV 材料的低周疲劳结果所建立的该文新模型对该材料裂纹扩展速率的预测结果与实验结果有良好一致性。并且, 借助手册数据, 在TC4钛合金材料上进一步得到了验证。     

DD3单晶合金高温低周疲劳行为研究

DD3 Ni基单晶高温合金是我国自行研制的第一个高性能低成本单晶合金,并且已在某型号发动机上进行试车考验。为使DD3单晶叶片安全可靠地使用,本文研究了在疲劳蠕变交互作用下合金的时间相关疲劳行为,并采用应变能区分法对DD3合金的时间相关疲劳进行了寿命预测。结果表明,该方法对DD3合金具有良好的寿命预测能力。最后,对760℃低周疲劳与蠕变-疲劳交互作用下的合金断口及显微组织特征做了对比与讨论。     

一种高低周疲劳裂纹扩展速率公式及其应用

在文献[1]的三点弯曲试样室温疲劳裂纹扩展速率表达式的基础上,针对常用的紧凑拉伸试样,导出了高低周疲劳裂纹扩展速率公式上述高周公式与Paris公式等价,低周公式与Coffin-Manson方程相一致。测定循环J积分时,不必测定P-δ曲线,只需测定a-N曲线;同时,还进一步建立起低周疲劳参数与低周疲劳裂纹扩展速率参数之间的定量关系,从而可以由低周疲劳结果直接估计出低周疲劳裂纹扩展速率的结果。     

金属腐蚀疲劳裂纹扩展速率的近似计算

根据腐蚀疲劳与纯疲劳间的关系 ,利用疲劳学科研究新结果 ,导出了腐蚀疲劳裂纹扩展速率的近似计算表达式 ,并给出了计算示例。结果表明 ,该近似表达式适用于A型腐蚀疲劳裂纹扩展速率的计算。关键词　腐蚀疲劳　裂纹扩展速率　应力腐蚀　有效强度因子     

疲劳裂纹扩展速率试验中裂纹曲率修正方法研究

针对目前疲劳裂纹扩展速率试验标准中仅提出裂纹长度需进行曲率修正但未给出具体修正方法及步骤的问题,作者推荐了线性插值法和等比例法两种裂纹曲率修正方法,并通过分析两种方法的修正原理,结合试验结果,将两种曲率修正方法进行对比。结果表明,在双对数坐标系上,修正后的da/dN-ΔK曲线向低ΔK方向偏移,最大偏移量约15%,在利用da/dN-ΔK曲线进行选材对比或疲劳寿命评估时,修正后的曲线与未修正的曲线相比是偏安全的。基于两种方法修正后的da/dN-ΔK曲线之间差异较小,最大相差约2%,两种方法均可作为疲劳裂纹扩展速率试验中裂纹长度的曲率修正方法。     

4.5Ni钢表面裂纹的低周疲劳扩展行为研究

采用悬臂弯曲加载方式，以总应变范围作为受检和控制参数，分析了高强度４．５Ｎｉ钢表面裂纹的低周疲劳扩展行为，给出了裂纹扩展速率ｄ（２ａ）／ｄＮ与总应变范围ΔεＴ的关系式及关系曲线。同时对弯曲加载条件下低周疲劳损伤断口微观形貌进行了观察分析。指出４．５Ｎｉ钢的低周疲劳裂纹扩展方式主要是穿晶，疲劳辉纹为晶体学延性辉纹，疲劳裂纹扩展属于塑性钝化模型机制。     

热障涂层对K417G合金高温低周疲劳行为的影响

研究了涂覆热障涂层的K417G合金800℃下由应变控制的高温低周疲劳行为,并对其循环应力-应变数据和应变-疲劳寿命数据进行了分析,给出了涂覆热障涂层K417G合金的高温应变疲劳参数。结果表明:K417G合金无涂层和涂覆热障涂层状态下的低周疲劳均属于应力疲劳,以弹性损伤为主;总应变幅较大时,涂覆热障涂层的K417G合金低周疲劳寿命稍优于无涂层的K417G合金。疲劳试样断口的微观分析表明:热障涂层对K417G合金低周疲劳裂纹萌生方式无明显影响;疲劳裂纹通常萌生于疲劳试样的表面或近表面,表现为穿晶扩展。     

环境介质对高温合金中高温下疲劳裂纹扩展的影响

本文介绍了在14种不同的气体介质中,对lnconel7.8合金试样进行的650℃下疲劳裂纹增长速率的测定。介质中的少量氧或硫都使裂纹增长速率大大提高。支配介质对裂纹增长产生影响的变量是动力学因素而不是热力学因素。显著提高裂纹增长速率的介质对未受力的试样并不产生明显的腐蚀侵蚀。因而常规的高温腐蚀试验也许不能用于预测受力元件的使用性能。     

用控制柔度法测定低循环疲劳裂纹扩展速率

序 言 在航空发动机上不少部件的失效是由于低循环疲劳引起的。疲劳裂纹是在构件处于大范围屈服乃至整体屈服的情况下萌生和扩展的。一般说来,发动机部件的总寿命由两部分组成:工程裂纹的形成寿命和扩展寿命。在低周疲劳中,前者占总寿命的80％以上,一旦宏观裂纹出现,由于高的应力集中,使构件经历相当少的循环就破断。宏观裂纹扩展范围很小,采用通常控制应力或应变的方法不易测出扩展     

LD10铝合金疲劳裂纹扩展速率的研究

用三点弯曲多试样方法研究了LD10铝合金的疲劳裂纹扩展速率规律,从而为装备的安全可靠性提供数据依据,利用这些数据可以评估在役装备的剩余寿命。