电解加钛改进活塞合金ZL108的疲劳裂纹扩展性能

采用对比试验方法,研究加钛和加钛方式对活塞合金ZL108疲劳裂纹扩展性能的影响。分别以电解低钛铝基合金和Al-5.3%Ti中间合金为基,熔配与ZL108合金成分基本相同的两种加钛的ZL108合金,分别记为ZL108D和ZL108R,测试三种合金的疲劳裂纹扩展速率da/dN和门槛值ΔKth。运用数据代表点拟合的新方法处理同组试样的疲劳裂纹扩展试验数据,结果表明:相对ZL108合金而言,ZL108D和ZL108R合金具有更高的抗疲劳裂纹扩展能力。两种加钛合金抗疲劳裂纹扩展性能有所提高的主要原因在于钛的细化作用,使α(Al)晶粒二次枝晶间距变小,硅颗粒分布更加均匀,圆形度提高且平均直径变小,微观上增加了疲劳裂纹扩展的阻力。而两种加钛方式的影响则差别不大。     

加载条件对镍基617合金在超临界水中腐蚀疲劳裂纹扩展速率的影响

研究了先进超超临界机组候选镍基617合金在650°C/25 MPa超临界水中的腐蚀疲劳裂纹扩展速率(CFCGR)。采用恒应力强度因子(K)法进行动态加载,采用直流电位降(DCPD)法对裂纹长度进行实时测量。探究了最大应力强度因子(K_max=30,32,36,40 MPa·m^1/2)、应力比(R=0.3,0.4,0.5,0.6)、加载频率(f=0.01,1 Hz)和波形(正弦波、三角波和梯形波)对CFCGR的影响。结果表明,随着K_max的增大,CFCGR单调上升,且两者近似呈线性关系;随着R的降低,CFCGR升高;随着加载频率的升高,CFCGR降低;在两种频率下,正弦波和三角波加载对CFCGR没有明显影响;梯形波与无保持时间的连续循环相比,导致了更大的CFCGR。     

加Ti方式对ZL101A合金疲劳裂纹扩展性能的影响

在工业电解槽上用不同的方式生产出电解Al-Si-Ti合金和电解低钛铝基合金,并以这两种合金分别制备ZL101A合金试样,在MTS810型材料试验机上测量疲劳裂纹扩展速率。采用拟合试验数据代表点的新方法处理数据,得到Paris公式中两个重要参数和疲劳裂纹扩展门槛值。对比分析表明,电解低钛铝基合金制备的ZL101A合金具有较好的抗疲劳裂纹扩展性能。微观分析说明,产生差异的原因在于电解Al-Si-Ti合金中含铁量较高。     

增材制造GH3536合金的高温拉伸及疲劳裂纹扩展性能研究

采用选区激光熔化技术制备GH3536合金试样,经热等静压和固溶处理后对合金试样的显微组织、高温拉伸性能和不同应力比下的裂纹扩展性能进行了分析。结果表明,经热等静压和固溶处理后合金试样内部存在2种不同大小的等轴晶粒,在晶间存在连续片状分布的M₂₃C₆和M₆C碳化物。合金试样的拉伸性能随着温度的升高而不断下降,断裂方式由室温下的韧性断裂转变为900℃下的脆性断裂。在不同应力比下,合金试样的裂纹扩展方式主要为穿晶扩展,裂纹扩展速率随着应力比的不断上升而提高,在高应力比下合金内部的疲劳裂纹更倾向于在取向差较小的晶粒内部扩展。     

加载频率对中温环境下疲劳裂纹扩展的影响

由于材料或环境的因素,加载频率对疲劳裂纹扩展速率将产生很大的影响,以工业Ｔｉ为对象,研究了中等温度环境下疲劳裂纹扩展性能及加载频率的影响,并用弹、粘塑性理论对其进行了理论上的探讨,基于该理论导出的本构关系和利用有限元方法,对裂纹尖端的应力应变进行了分析,结果表明,粘塑性应变范围和Ｊ积分范围可作为裂纹扩展的控制参数,能很好地反映加载频率对裂纹扩展的影响。     

镍基高温合金GH4049高温疲劳小裂纹扩展规律

对镍基高温合金GH4049在相同载荷、不同温度下疲劳小裂纹扩展规律进行了试验，利用复型技术和光学显微镜观测了裂纹尺寸演化全过程，发现小裂纹扩展速率的趋势是先快后慢，且温度升高，扩展速率反而下降。这与小裂纹的闭合效应有关，在700％小裂纹的氧化诱发闭合效应比650％时明显。     

显微组织对Ti_3Al－Nb系合金疲劳裂纹扩展行为的影响

本文测试了三种显微组织的Ｔｉ３Ａｌ－Ｎｂ系合金的室温疲劳裂纹扩展速率．结果表明，初生α２相的体积分数、基体的晶粒尺寸、高温β转变产物的形貌以及静态屈服强度是影响材料的疲劳门槛值和裂纹扩展速率的重要因素；应力比的影响有着普遍的规律性．结合ＳＥＭ断口及裂纹扩展路径观察结果，对疲劳裂纹扩展行为进行了简单的讨论．     

TB6钛合金疲劳及裂纹扩展性能研究

本文对TB6钛合金锻件弦向和径向两种取样方向分别进行了室温和200℃下旋转弯曲高周疲劳、轴向低周疲劳和疲劳裂纹扩展性能试验研究。试验结果表明,弦向（C）和径向（R）两种取样方向对该合金锻件的旋转弯曲高周疲劳、轴向低周疲劳性能和疲劳裂纹扩展性能没有影响;温度升高可加速该合金锻件的疲劳裂纹萌生,但在裂纹扩展阶段,该合金高温下的韧性优势与屈服强度降低的劣势平衡的结果使其在室温～200℃温度范围内的疲劳性能基本不受温度的影响;在10—20mm的厚度范围内,厚度对该合金的疲劳裂纹扩展性能没有影响;在3．5％NaCl盐雾环境中。腐蚀介质对TB6钛合金的疲劳裂纹扩展速率在初始阶段有迟滞作用,但在应力强度因子范围大于14MPa m后有加速作用。     

管线钢疲劳裂纹扩展速率与疲劳寿命关系的研究

通过对管线钢表面缺陷的断裂力学分析,建立了用管线钢的疲劳裂纹扩展数据估算含初始缺陷的管道在运行条件下的疲劳寿命的数学计算方法．用该方法计算了6种管线钢在给定运行条件下的疲劳寿命,并进行了模拟实际条件的疲劳实验,表明管线钢疲劳寿命的计算值与实验值之间存在良好的线形关系,即在疲劳裂纹扩展实验结果的基础上,计算管线钢在实际运行条件下的疲劳寿命是可行的．同时讨论了管线钢的组织对其疲劳性能的影响．     

超载发生频率对A537钢疲劳裂纹扩展的影响

拉伸超载叠加在常幅循环载荷上会导致疲劳裂纹减速扩展，出现超载阻滞效应．它是载荷交互作用研究中的一个基本内容，也是变幅载荷谱下工程构件寿命预测中不可回避的问题．近年来，人们在单次拉伸超载效应研究上开展了大量的工作，研究了超载比n“’、应力比R’“以及常幅应力强度因子AKb。se”’等力学因素对它的影响．但是，对有关间歇超载的系统研究报道较少，有限的工作都是在航空材料铝合金上进行卜’，而铝合金的延迟机制与钢相比有较大差别．单次拉伸超载裂纹扩展的阻滞效应是超载与常幅载荷之间作用的结果，而间歇超载除了超载与…     

变形对镍基高温合金GH4169长期时效过程的影响

对镍基高温合金GH4169进行长期时效实验,分析变形、温度和时间等因素对合金性能的影响,同时对不同状态下时效的合金进行微观分析对比.结果表明:适当的变形有利于抑制TCP相的析出,对提高合金性能有利,合金在40％变形后进行750℃保温50h时效,处理效果最佳,此时晶内析出颗粒尺寸适中及细小弥散分布的强化相γ',强化了材料的力学性能.     

喷丸与振动光饰复合处理对GH4169高温合金疲劳性能的影响

对比研究了喷丸和喷丸与振动光饰复合处理对GH4169高温合金疲劳性能的影响,利用扫描电子显微镜、粗糙度仪、显微硬度计、X射线应力测试仪分析和测试了试样的表面形貌、表层组织、粗糙度、显微硬度、残余应力场,探讨了表面完整性与疲劳性能的内在联系及作用机制。结果表明:复合处理对GH4169高温合金疲劳性能的改善效果比单独喷丸强化处理更好;复合处理使GH4169高温合金的室温疲劳强度提高了21.6%;500℃预加热100 h处理使复合强化GH4169高温合金疲劳强度降低了6%,但仍较未喷丸处理状态提高了14.29%,即复合处理能够有效改善GH4169高温合金室温～500℃高温工况下的抗疲劳性能。     

GH625和GH536变形高温合金焊接的疲劳裂纹扩展速率分析

测定GH625和GH536变形高温合金在室温下的疲劳裂纹扩展速率,分析合金疲劳裂纹扩展速率与断口特征以及微观组织的关系。结果表明:应力强度因子幅ΔK较小时GH625合金焊缝处的疲劳裂纹扩展速率小于母材,ΔK较大时焊缝处的疲劳裂纹扩展速率较快;在裂纹稳定扩展阶段,GH536合金热影响区的疲劳裂纹扩展速率大于母材;GH625和GH536合金母材断口裂纹扩展区可见明显的疲劳条带特征,而焊缝中心裂纹扩展区以类解理特征为主;GH625和GH536合金焊接部位的疲劳裂纹扩展速率的快慢受焊缝或热影响区内部的析出物影响较大。     

热连轧GH4169合金的晶粒长大行为

对热连轧(HCR)GH4169合金在固溶处理过程中晶粒长大行为进行系统研究。结果表明,该合金?相溶解温度在990～1000℃之间,δ相对晶粒长大有显著阻碍作用,在低于δ相溶解温度进行固溶处理时,析出的δ相使得晶粒长大缓慢;在高于δ相溶解温度以上时,晶粒随温度的升高快速长大。晶粒长大动力学表明:在高于δ相固溶线温度以上进行固溶处理时,晶粒生长指数随着固溶温度的升高而增加;固溶处理温度为1000和1050℃时的晶粒长大激活能为223.849kJ/mol,晶粒长大机制为自扩散过程控制机制,并建立了相应的晶粒长大动力学方程。     

Effect of Stress Ratio on the Fatigue Crack Propagation Behavior of the Nickel-based GH4169 Alloy

The fatigue crack growth behavior of the newly developed GH4169 nickel-based alloy at a maximum stress of700 MPa and different stress ratios was investigated in the present work employing the specimens with a single micronotch at a frequency of 129 Hz at room temperature. The results demonstrate a typical three-stage process of fatigue crack propagation processing from the microstructurally small crack(MSC) stage to the physically small crack(PSC) stage, and finally to the long crack stage. The crack growth rate in the MSC stage is relatively high, while the crack growth rate in the PSC stage is relatively low. A linear function of crack-tip reversible plastic zone size was proposed to predict the crack growth rate, indicating an adequate prediction solution.     

GH4169高温合金的超塑性变形研究

GH4169合金经过热变形及热处理后,采用最大m值法进行高温拉伸实验,研究形变热处理效果及其超塑性行为.结果表明,热变形后的高温合金经δ相析出热处理后能析出大量细小弥散的δ相,再结晶退火后得到均匀细小的组织.在相同的变形条件下,与传统的恒应变速率拉伸相比,最大m值法拉伸可以得到更高的伸长率.     

GH4169 高温合金激光冲击强化层微观结构和微动疲劳行为研究

目的 提高GH4169镍基高温合金的微动疲劳寿命。方法 利用激光冲击强化（LSP）技术对GH4169高温合金榫试样进行表面强化处理并研究其微动疲劳性能。借助激光共聚焦显微镜（LCSM）、X射线衍射仪（XRD）、电子背散射衍射（EBSD）、显微硬度计、X射线应力分析仪、光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）及高频疲劳试验机,对激光冲击强化前后的GH4169高温合金的微观组织、硬度、残余应力、微动疲劳寿命、断口形貌和裂纹扩展情况进行分析。结果 激光冲击强化后表面硬度提高了17.3%,硬化层深度约为0.63 mm,表面残余压应力为331.5 MPa。经激光冲击强化后变形层中晶粒未发生明显细化,表明激光诱导冲击波主要引起GH4169高温合金中位错的形成而不是位错的运动。在20 kN峰值载荷下,尽管强化后的断裂机制没有发生明显的变化,但是强化后榫试样的微动疲劳寿命比未处理的试样提高了827%,裂纹从多疲劳源转变为单疲劳源,裂纹萌生位置从表面转移到距表面234 μm的次表面,激光冲击强化显著提升了GH4169的萌生抗力和扩展速率,扩展区域的疲劳条带间距从未处理的0.50 μm增加到了强化后的1.01 μm,这可能与残余应力的突变与松弛有关。结论 在激光冲击强化后获得硬化层和残余应力场共同影响下,GH4169高温合金榫试样的微动疲劳寿命得到了显著提升。     

GH4169合金的研究新进展

GH4169合金是沉淀强化型镍铁基高温合金,在航空发动机、石油、核工业等领域已得到广泛应用。以往研究表明,当使用温度超过650℃时,其主要强化相γ"会发生相转变,使强化相的体积分数和强化效应下降,限制了合金在更高温度领域的应用。本研究在总结GH4169合金组织、析出相特征和相关性能的基础上,介绍δ相的析出和分布与合金性能的关系,总结了该合金的成分改性特点,对该合金在700℃甚至更高温度/低应力下长期使用的可能性做出了展望。     

高温合金GH4169铣削振动试验研究

研究了高温合金GH4169铣削加工过程中刀具的振动特性。通过铣削加工单因素试验,用加速度传感器对振动信号进行测量,研究其变化规律。对比同一组参数下振动与切削力之间的关系,研究结果表明:在x方向上的振幅总体比y方向的振幅小,振动幅度随着切削速度的逐渐增加呈现先减小后增大的变化趋势;随着进给速度的增大,振动幅度逐渐减小;随着轴向切深的增加,振动幅度逐渐增大;当切削速度v_c为40.09～206.49 m/min,进给速度v_f为80 mm/min、轴向切深a_p小于0.797 mm时,满足表面粗糙度Ra小于2.5μm的精度要求。研究结果为GH4169铣削参数的合理选择提供了参考依据。     

高温合金GH4169的电火花加工工艺性研究

高温合金GH4169是制造航空发动机的重要材料。用电火花加工镍基高温合金GH4169时,峰值电流、脉宽、脉间、间隙电压等电参数是重要控制因素,而表面粗糙度和材料去除率是衡量工艺效果的性能指标。利用单一工艺参数试验考察了各电参数对表面粗糙度和材料去除率的影响。通过对多工艺参数正交试验结果进行极差分析,得出了各电参数对表面粗糙度和材料去除率影响的主次顺序。最后,在正交试验的基础上,利用灰关联分析法,得到了最优的加工参数组合,并进行了试验验证。