核电用GH4169合金棒材315℃高周疲劳性能

采用轴向力控制方法测试了核电堆芯用GH4169合金棒材在315℃下的高周疲劳性能。采用两种数据据统计分析方法得出GH4169棒材315℃下高周疲劳强度平均值相近,为662 MPa,由此得出了不同存活率下合金的条件疲劳极限。试验测定315℃下棒材的S-N曲线符合lgN=9.457-0.003S方程。660 MPa和900 MPa应力幅下疲劳断口形貌SEM观察表明:660 MPa下,棒材疲劳裂纹萌生于试样表面的缺陷,900 MPa下裂纹萌生于棒材近表面夹杂处。沿着裂纹扩展方向,裂纹扩展区分布有典型的外凸疲劳条纹,660 MPa下GH4169合金棒材的疲劳断裂特征是延性断裂,而900 MPa下是韧窝和准解理的混合断裂。     

GH4698合金高温低周疲劳性能分析

研究了GH4698合金650℃时应变控制条件下的高温低周疲劳性能。结合疲劳试验数据,分析了合金的循环应力响应、循环应变响应及应力应变滞后回线,探讨了GH4698合金的疲劳性能。结果表明:GH4698合金在应变幅较低时具有良好的抗疲劳性能,而在较高应变幅时抗疲劳性能较差;在应变幅较低时合金会发生循环硬化和软化现象,而在应变幅较高时合金只发生循环硬化现象;随着应变幅的增加合金的循环韧性提高。     

不同疲劳热环境下GH4169高温合金形变行为研究

以镍基高温合金GH4169为对象,研究了600℃时不同取向的3种镍基单晶合金在不同低周疲劳下的循环变形行为,采用计算机软件对试验数据进行拟合分析。结果表明,3种取向[001]、[011]和[111]的镍基单晶合金,在不同总应变幅下的硬化曲线均在高总应变幅时表现为循环硬化,在低总应变幅时为循环稳定的特征;[001]取向的合金在0.6%总应变幅下的应力-应变为线性关系,显示出弹性变形的特点;在0.85%总应变幅下发生塑性变形;当总应变幅增加到1%时,可以观察到合金中位错缠结,且位错密度明显增大。     

H4698合金高温低周疲劳性能分析

研究了GH4698合金650℃时应变控制条件下的高温低周疲劳性能.结合疲劳试验数据,分析了合金的循环应力响应、循环应变响应及应力应变滞后回线,探讨了GH4698合金的疲劳性能.结果表明:GH4698合金在应变幅较低时具有良好的抗疲劳性能,而在较高应变幅时抗疲劳性能较差;在应变幅较低时合金会发生循环硬化和软化现象,而在应变幅较高时合金只发生循环硬化现象;随着应变幅的增加合金的循环韧性提高.     

Ti—31合金的低周疲劳性能研究

根据工况的需求研究了魏氏组Ｔｉ－３１合金的低周疲劳性能。结果表明，在循环载荷下，Ｔｉ－３１合金表现出很好的循环稳定性，但它是循环软化材料。其裂纹萌生于α与β相界和α板条内，裂纹扩展区内有大量二次裂纹生成。同时还回归出Ｔｉ－３１合金的低周疲劳寿命公式，并指出其过渡寿命ＮＴ为５５６次。比较了具有相同显微魏氏组织的Ｔｉ－３１合金与ＩＭＩ８２９钛合金的低周疲劳性能，二者性能相当。     

等温锻用GH4169合金的组织性能研究

采用室温拉伸、高温拉伸和高温持久的方法,对变形GH4169合金进行了力学性能测试、金相组织研究和断口形貌分析.得出结论:随着温度的升高,GH4169合金的晶粒内碳化物、δ相和夹杂都有增多的现象,到750℃后,针状碳化物稍微变粗,并有聚集成团的趋势;抗拉强度δb和屈服强度δo.2随着温度的升高而下降;延伸率δ和断口收缩率δ随着温度的升高先是下降,到750℃后急剧上升.变形GH4169合金在中温下具有较高强度,较好塑性.在800℃以下可作为等温锻造模具材料.     

GH4169、GH4169plus和GH4738高温合金组织稳定性

为了获得不同沉淀硬化相作用的高温合金在高温长期时效过程中的组织稳定性的对比规律,对3种应用最为广泛的高温合金GH4169、GH4169plus、GH4738经720℃时效后的显微组织和硬度变化进行了对比分析。结果表明,合金的组织稳定性与晶界相和弥散强化相有关,晶界碳化物较晶界δ相稳定,γ'相较γ″相有更好的稳定性,但同为γ'相,组织稳定性还与其和基体的错配度有关。对比3种合金,随时效时间的延长,GH4169plus合金的稳定性稍次于GH4738合金,但要优于GH4169合金。     

结晶轮用Cu-Cr-Zr合金的低周疲劳性能

研究了轮带式连铸机结晶轮用Cu-Cr-Zr合金的低周疲劳性能及微观组织演变。试验所用Cu-0.65Cr-0.15Zr(质量分数,%)合金在氩气保护氛围下于中频真空铸造炉中进行制备,并依次进行均匀化、热轧、固溶和时效处理,得到最终状态的合金。采用疲劳试验研究不同总应变幅下合金的低周疲劳性能,并结合扫描电子显微镜(SEM)以及电子背散射衍射(EBSD)分析疲劳试验过程中合金的显微组织演变和裂纹扩展规律。结果表明：总应变幅为0.4%,0.6%和0.8%时,Cu-Cr-Zr合金的疲劳寿命分别为5777次,1185次和661次。经过拟合后,Basquin公式和Coffin-Manson公式可以分别描述合金的疲劳寿命与弹性应变幅和塑性应变幅之间的关系。Cu-Cr-Zr合金的疲劳断裂以穿晶断裂的形式,沿着晶粒中某些特定的晶面进行,因此疲劳裂纹在扩展过程中会发生偏折。     

喷丸强化对GH4169合金孔结构高温低周疲劳性能的影响

螺栓结构是航空发动机盘件的重要连接结构,但服役时存在结构应力集中的螺栓孔结构受到大载荷作用,容易发生疲劳失效。根据高压压气机盘螺栓孔结构设计中心孔板材疲劳试样,对中心孔板材疲劳试样进行喷丸强化,研究了原始、高强度和低强度喷丸工艺等3种状态下表面粗糙度和残余应力场,并表征了3种状态下的高温低周疲劳性能。结果表明:相比铰孔状态,大强度的喷丸工艺使孔壁表面粗糙度显著增大,并且在倒角区域出现喷丸塑性流动金属的堆积,虽然引入了深度较大的残余压应力场,但仍然使得疲劳性能有所降低;小强度喷丸后疲劳性能有所提高但分散度增大。通过断口可以看出,原始和小强度喷丸后疲劳源萌生在孔壁处,呈多源疲劳断口;大强度喷丸后疲劳源萌生在孔边倒角区域,为单源断口。     

冷轧对GH4169合金组织与性能的影响

采用X射线衍射技术及透射电子显微镜研究了冷轧变形道次及不同变形量对GH4169合金中金属间化合物γ″相和δ相的分布，形貌，数量及性能的影响，结果表明：随着变形程度的增加，析出相由晶内和和晶界析出逐渐转变到形变带及位错墙处析出，γ″相的尺寸逐渐减小，γ″、δ相的析出含量以及材料的强度逐渐增加，双道次冷轧变形提高了δ相的含量，但降低了γ″相的析出量和材料的强度。     

GH4169合金摩擦焊规范与成形性能

以高性能航空发动机蜗轮盘和压气机盘为背景,应用能量方法对GH4169合金管状模拟试件的惯性摩擦焊接过程进行了分析与计算,推导出了焊接热力影响区主要热参数的理论计算公式。经编程计算,给出了摩擦焊接区域温度和飞边分流半径的拟合曲线,并分析研究了飞边缺陷的种类及其产生的原因。内缺陷以分流半径为参考,该处存在速度奇异点,不良的工艺规范,会导致裂纹缺陷。中间缺陷以分离半径为参考,该处存在较大的应力集中,从而容易产生裂纹缺陷。外缺陷以飞边半径为参考,当温度较低的飞边外缘处拉应力值达到某一临界值后,就会在翘起的外飞边上产生裂纹缺陷。基于本文方法,可以合理地制定出惯性摩擦焊接规范,从而为提高GH4169合金的成形性能和接头质量创造条件。     

GH4169合金气体渗氮工艺研究

利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、能谱仪(EDS)、显微硬度仪等分析手段,对GH4169合金的渗氮机理及长时间气体渗氮后渗氮层和基体组织、成分、性能进行了分析.结果表明,GH4169合金渗氮层深度和渗氮时间符合抛物线规律,长时间气体渗氮后渗层中会析出均匀细小的CrN(尺寸在纳米级)、Cr7C3相.渗氮层硬度达到1 268 HV0.05,渗氮层较脆,裂纹易沿原始γ相晶界萌生并扩展.     

单、多轴混合加载下GH4169合金的高温疲劳特性

利用拉扭薄壁管疲劳试样,在应变控制拉扭循环加载下对高温合金材料GH4169的多轴循环特性进行了实验研究,高温疲劳实验过程中,采用单、多轴混合加载路径对薄壁管疲劳试件进行加载,通过连续记录拉与扭的应力响应值研究了变幅高温多轴疲劳特性,结果表明,在高温低周单、多轴混合疲劳块载荷加载下,试件的疲劳寿命与应力响应特性不但取决于应变加载路径,而且与加载路径的排列顺序和加载参数的大小有关。     

微量元素碳对GH4169合金性能的影响

采用JMatPro V7.0软件对不同碳含量的GH4169合金性能进行计算,研究微量元素碳对GH4169合金力学性能及蠕变性能的影响。结果表明:碳含量对γ″相含量有显著影响,随着碳元素含量的增加,γ″相含量先降低至碳含量为0.01%处再上升,当碳含量为0.02%时,γ″相含量开始降低至碳含量为0.05%处再上升;随碳元素含量的增加,室温屈服强度先减小至碳含量为0.01%处后增加,当碳含量为0.02%时,室温屈服强度开始降低后上升,在碳含量为0.05%处,出现极小值;蠕变速率的变化趋势与室温屈服强度相反,随碳含量的增加,蠕变速率在碳含量小于0.02%时先增大再减小,当碳含量高于0.02%时,仍然呈先增大后减小的趋势,极大值出现于碳含量为0.05%处,此时持久寿命较短,蠕变性能不佳;杨氏模量随着碳含量的增加呈现上升趋势。     

钛合金低周疲劳性能研究

采用轴向应变控制的方法，在Ｉｎｓｔｒｏｎ－１３４３型万能疲劳试验机上测定了ＴＡ５钛合金的低周疲劳性能数据，研究了在循环载荷下该材料的应变与寿命的关系，初步预测了ＴＡ５钛合金的低周疲劳寿命。结果表明，塑性变形是造成ＴＡ５合金疲劳损伤的根本原因；通过试验求得的该材料的应变与寿命关系曲线其对数方程为一直线ε_ｔ＝０．０２８８Ｎ~（－０．１９９７）（其中相关系数ｒ＝０．９９１４．标准差Ｓ＝０．２１５３）；ＴＡ５钛合金具有循环软化的特性；其低周疲劳断口具有明显的挤压条纹特征。     

GH4169合金的冷变形行为

通过室温压缩试验、数学模型拟合、光学显微镜(OM)、电子背散射衍射(EBSD)和显微硬度等手段,建立GH4169合金冷变形本构方程,研究了冷变形量及应变速率对GH4169合金组织和性能的影响。结果表明,GH4169合金冷变形加工硬化规律基本符合Hollomon方程,其中应变速率对加工硬化影响较小,变形量是影响加工硬化的主要因素;随着变形量的增大,晶粒的变形程度增大,晶粒内部的小角度晶界随着变形量的增大逐渐增多,并有部分向大角度晶界转化;合金的显微硬度也随着变形量的增大而逐渐增大。     

TC17合金低周疲劳性能与低周疲劳断口形貌

研究了不同温度下TC17合金低周疲劳性能和断口形貌,确定了不同温度下合金低周疲劳曲线的数学表达式,分析了合金棒材低周疲劳断口形貌特征.