迭加压应力过载对镍基合金疲劳蠕变交互作用的影响

本文研究了压应力过载峰(S_P)对GH698镍基高温合金700℃下疲劳蠕变交互作用的影响.S_P约在0至-400MPa范围时,断裂周次因存在S_P而增加.当S_P过大或过小时,断裂周次减小.动态蠕变速率的变化和断裂周次呈相反的对应关系.研究表明,S_P的作用表现在四个方面,即减小动态蠕变速率;促进疲劳损伤,引起断裂模式变化;延缓裂纹扩展和产生S_P本身的疲劳损伤.这些作用的强弱随基载循坏应力及S_P值的大小而异.     

压应力过载峰的时间间隔对镍基合金疲劳蠕变交互作用的影响

本文研究了迭加压应力过载峰S_P的时间间隔△t对镍基高温合金GH 698在700℃下疲劳蠕变交互作用的影响.结果表明,随着△t的逐渐减小,加剧合金的疲劳损伤,扩大了断口上疲劳断裂模式的范围,抑制沿晶蠕变断裂模式,这种变化对断裂寿命有明显影响.与此同时,迭加S_P对动态蠕变速率ε及疲劳裂纹扩展速率dα/dN的影响均表现为正反两个方面.当△t较短时,加速动态蠕变与裂纹扩展的因素起主导作用,导致寿命缩短;当△t较长时,则反之.     

DD3单晶镍基合金蠕变—疲劳及寿命预测

从应变范围区分法(SRP),应变能区分法(SEP)的有关概念出发,研究DD3单晶镍基合金拉—拉应力状态下的蠕变—疲劳性能和保持时间的影响,并对其进行了定量计算;同时,用应变能区分法的数值法(SEP—NCM)实现对拉—拉应力状态下蠕变—疲劳的寿命预测。     

Re对单晶镍基合金蠕变行为的影响

通过对有Re和无Re单晶镍基合金进行蠕变性能测定,结合组织形貌观察,研究了Re对单晶镍基合金蠕变行为的影响.结果表明,Re可有效提高合金的高温蠕变抗力,与无Re单晶合金相比较,加入2%的Re后,可使合金在高温低应力条件下的蠕变寿命有较大幅度的提高,计算出2%的Re合金在稳态蠕变期间的蠕变激活能Q=478.6 kJ/mol,应力指数n=5.1.合金在蠕变初期的变形特征是(1/2)<110>位错在基体通道中滑移,运动位错相遇发生位错反应,在γ、γ'两相界面处形成位错网,可提高合金的蠕变抗力.蠕变后期,合金的变形机制是<110>超位错切入筏状γ'相内.     

GH4033镍基合金高温低周疲劳行为的研究

研究分析了GH4033镍基合金在400-700％的疲劳循环应力行为和疲劳寿命曲线。用扫描电镜对疲劳试样的断口进行了观察。结果表明,高温下的应变可较好地控制试验合金疲劳过程中的弹性抗疲劳性能,塑性抗疲劳性能在相同的应变范围内随温度升高而降低。     

FGH95镍基合金的蠕变行为研究

研究了FGH95镍基合金在650℃、1 040 MPa条件下的蠕变行为。结果表明,在蠕变初期,基体中的位错开始形成并呈现出六边形特征,随着蠕变的进行,位错交织在一起。当蠕变进行到100 h后,位错出现在γ和γ′相之间交界处,增强了合金的抗蠕变能力。当蠕变进行到280 h之后,在γ和γ′相交界处的位错呈现出四边形特征,导致该处应力集中,γ′相位错遭到破坏,这时基体中的蠕变位错就会运动到γ′′相之中并形成不全位错和层错的位错组态。     

基于UMAT子程序镍基合金高温蠕变行为分析

基于UMAT子程序建立了不同取向下镍基合金的试验模型,对其高温蠕变行为进行仿真分析和工艺试验。结果表明:所获得的仿真结果与工艺试验结果的误差符合工程应用要求,仿真分析过程可行且有效,对镍基合金高温蠕变行为的研究具有指导意义。     

一种单晶镍基合金的高温蠕变损换

测定了「００１」取向单晶镍基合金的蠕变曲线,并利用ＳＥＭ和ＴＥＭ对蠕变后期的微观组织结构进行了观察。     

细晶8.5Nb-TiAl基合金的研究

研制出1种细晶的8．5Nb-TiAl基合金，化学成分为Ti-45Al-8．5Nb-0.3W-0．3B(TAWBY)，铸态组织的晶粒度约为25μm。合金中含有一定量的B2 ω相，B2相和ω相的位相关系(110)B2/(0001)ω和[111]B2／/[112^-0]ω。同时，对TAWBY合金的变形试样进行了1250℃，1h和1310℃，0．5h真空退火处理，分别获得了DP和FL组织。对2种组织的试样进行了室、高温拉伸和三点弯曲KIC测试，分析了变形TAWBY合金与K5合金等第3代TiAl基合金的力学性能。结果表明，在760℃～870℃下，高温拉伸性能已达到第3代TiAl基合金的性能。     

DZ125镍基合金的显微组织与蠕变行为

通过蠕变性能测试及组织形貌观察,研究DZ125合金的高温蠕变行为。结果表明:经完全热处理后,合金在枝晶干/间区域存在明显的组织不均匀性,粗大γ′相存在于枝晶问,细小γ′相存在于枝晶干。蠕变初期合金中γ′相已转变成筏状结构,稳态蠕变期间合金的变形机制是位错攀移越过γ′相,其中,位错攀移期间,易形成位错的割阶,空位的形成和扩散是位错攀移的控制环节。而蠕变后期合金的变形机制是位错在基体中滑移和剪切进入筏状γ′相。在高温蠕变后期,合金中裂纹首先在晶界处萌生与扩展,且不同形态晶界具有不同的损伤特征,其中,沿应力轴成45°角晶界承受蠕变损伤的较大剪切应力可使其发生较大几率的蠕变损伤;而加入的元素Hf促进细小粒状相沿晶界的析出,可抑制晶界滑移,提高晶界强度,是合金蠕变断裂后晶界呈现非光滑表面的主要原因。     

EFFECT OF GRAIN REFINING ON FATIGUE-CREEP INTERACTION BEHAVIOURIN A Ni-BASE SUPERALLOY

The fatigue-creep interaction behaviour of superalloy GH698 with different grain sizes hasbeen studied at 700℃.The results show that three zones,F,C and FC,can be distinguished atthe fatigue-creep interaction curves.In zones FC and C,the presence of alternative stressesinhibits the creep deformation process therefore delays the fracture of the alloy.This effectwill be enhanced by grain refining.However,in zone F,grain refining exhibits an inverse effect under large alternative stresses.     

少量Mg和Zr对一种Ni-Cr-Ti型变形合金蠕变裂纹长大行为的影响

采用电位法测定单边切口试样700℃下的蠕变裂纹生长,并测定裂纹起始寿命和断裂寿命(t_(rc)和t_r)。用能量率积分(C~*)描述稳态蠕变条件下裂纹顶端附近的场。给出裂纹长大速率与C~*的函数关系,预报的裂纹起始时间与实测值相符。发现合金中加入少量Mg和Zr可以大大延长蠕变裂纹起始寿命和蠕变断裂寿命。     

EFFECT OF Mg AND Zr ADDITION ON CREEP CRACK GROWTH BEHAVIOUR OF A Ni-BASE SUPERALLOY

The creep crack growth(CCG)and the time to carck initiation and rupture of specimen(t_(rc)and t_r)were measured by means of electrical potential method on single edge notchedspecimens at 700℃.The field near the crack tip under steady-state creep was represented byenergy rate integral(C~*),and the CCG rate as a function of C~* has been obtained.Theagreement between the predicted and observed t_(rc)values is quite good.It was found that theaddition of small amount of Mg and Zr in the alloys causes t_(rc)and t_r of the specimens to in-crease significantly.     

EFFECT OF SULPHURIZING-OXIDIZING ENVIRONMENT ON CREEP CRACK GROWTH OF Ni-BASE SUPERALLOY GH30

An investigation was made on the creep crack growth behaviour under static load at 1023 Kfor Ni-base superalloy GH30 exposed to air and air+10% SO_2.The results showed that inthe region of low stress intensity factor,the creep crack growth rate is higher in air+10%SO_2 than in air only,while in the high region,it is reverse.The fractograph of specimens hasbeen analyzed,and the mechanism of creep crack growth together with the influences of sul-phur and oxygen has been discussed as well.     

硫-氧化环境对GH30镍基高温合金蠕变裂纹扩展行为的影响SCIEI

研究了GH30镍基高温合金在静载荷下在1023K不同气氛中的蠕变裂纹扩展行为。结果表明:低应力强度因子区域,在10％SO_2+空气中的da/dt比空气中的高;高应力强度因子区域的da/dt,则与上述相反。对断口进行了分析,并讨论了蠕变裂纹扩展机制以及硫、氧的影响。     

EFFECTS OF MICROSTRVCTURE ON FATIGUE CRACK GROWTH BEHMIOR IN Ni-BASE SUPERALLOY GH586

1.IntroductionInmetalsandalloys,thenearthresholdfatiguecrackgrowthisfrequentlytermed'microstructurallysensitive'.Thisisduebothtotheappearanceofthefracturesllrface,whichisoftenfaceted,andtotilelargevariationsincrackgrowthratewhichcanbeobtainedbyalteringparameterssllchasgrainsize,yieldstrength,ortherelativeproportionsanddistributionsofphasesinthemicrostructure[1].Thisimpliesthatsignificantimprotremelltintotalfatiguelifecouldbeachievedbychangingthemicrostructureofalloys.Therefore,itwouldbeveryadv…     

定向凝固镍基高温合金的高温蠕变

研究了一种定向凝固镍基高温合金在870℃,330—420MPa应力下的高温拉伸蠕变性能．结果表明：蠕变曲线表现了较短的减速蠕变阶段和较长的加速蠕变阶段,其蠕变变形机制为位错在第二相粒子间的Orowan弯曲过程,而不是由扩散过程所控制加速蠕变阶段蠕变速率的起始增加是显微组织发生变化（γ’相的定向粗化）的结果,而不是蠕变裂纹的形成与扩展．蠕变断裂数据符合MonkmanGrant关系．最终的断裂过程受控于蠕变裂纹的扩展速度     

EFFECT OF Mg CONTENT ON CREEP BEHAVIOUR OF Ni-BASE WROUGHT SUPERALLOY

在高温镍基变形合金中,加入微量Mg元素,可使晶界中的连续条状碳化物变成不连续的块状,从而提高了蠕变应力指数n;并降低晶界扩散系数,提高其蠕变激活能;使晶界能和碳化物-基体的相界能降低,提高了界面结合力。这些因素抑制了晶界滑动,阻止了裂纹的产生和扩展,显著地改善了合金的蠕变性能和持久寿命。