Co基高温合金疲劳裂纹的修复

受到生物愈合现象的启发，寻求工程材料损伤的修复方法，采３用高温钎焊修复了钴基高温合金的疲劳裂纹，使其疲劳寿命得到了延长。     

GH4169合金焊接接头高温疲劳裂纹扩展性能试验研究

对GH4169合金焊接接头在650℃下的疲劳裂纹扩展性能进行了测试和分析.结果表明,疲劳裂纹扩展速率、初始裂纹尺寸、裂纹容限和温度对焊接接头的疲劳裂纹扩展寿命都有影响.母材及焊缝的疲劳裂纹扩展速率和裂纹容限均有较大的差异.     

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。     

镍基高温合金K417热机械疲劳行为

主要研究了Ｋ４１７高温合金在不同实验条件下的热机械疲劳（ＴＭＦ）行为。在计算机辅助控制伺服液压疲劳实验机上进行了同相和反相热机械疲劳实验。实验结果表明，与等温低周疲劳性能相比较，无论是同相和反相的热机械疲劳均使寿命大大降低，不同相位对ＴＭＦ性能产生不同的影响，此外，对于热机械疲劳过程中的塑性应变分量中的时间相关相（蠕变）和非时间相关相（纯塑性变形）应当分别进行考虑，这样才能对该合金的热机械疲劳行为有更加准确的认识。最后用ＳＥＭ对不同试验条件下的断口进行了详细观察，并对其微观断裂机制进行了分析和探讨。     

K4169高温合金铸件铸造缺陷修复及疲劳性能研究

采用TlG焊对K4169高温合金薄片中铸造组织缺陷进行修复,并对修复前后的合金薄片进行疲劳性能测试和显微组织分析.结果表明:铸造缺陷对合金薄片疲劳性能的影响很大,含铸造缺陷的合金薄片疲劳寿命不到3万周次,而不含铸造缺陷的合金薄片疲劳寿命达7.1万周次.含铸造缺陷的样品经过TlG焊接修复后,疲劳寿命仍达6～9万周次,接近甚至超过了不含缺陷的试样疲劳寿命,这表明合适的焊接修复方法不会降低高温合金薄片的疲劳性能.铸件焊接修复后疲劳寿命高的原因是,焊缝中析出的较粗大相数量多、分布均匀,且疲劳裂纹扩展过程中产生较多的二次裂纹引发了裂纹偏移和扩展路径增长.     

直流电位法检测高温合金的疲劳裂纹扩展性能

介绍了在高温下使用直流电位法测定疲劳裂纹长度的基本原理、试验方法及所需配置的仪器,并对有关影响因素进行了分析;并利用Johnson的分析型关系式,研究了一种适用于自动测定材料高温疲劳裂纹长度的直流电位法,该方法已成功应用于高温合金疲劳裂纹扩展试验,其测得的疲劳裂纹扩展速率da/dN-ΔK数据与长焦聚显微镜法测得的数据完全一致。     

一种单晶高温合金的高周疲劳行为

本文对一种单晶高温合金在℃经高周疲劳实验的断裂特征和微观变形机制进行了详细研究，发现该单晶合金存在两种断形貌，一种是定向解理断裂，一种是蜂窝状撕裂，这两种断裂方式分别与按确定取向的滑移变形机制和位错胞变形机制相联系。还观察到了小角晶界的变形机制，合金中存在的极微量ＭＣ碳化物仍然是重要的疲劳源，该单晶高温合金的高周疲劳强度极限较之相应的铸造ＩＮ７３８合金和低偏析定向凝固ＤＥ３８Ｇ合金大幅度提高。     

IN738LC镍基高温合金高温蠕变疲劳性能研究

在对ＩＮ７３８ＬＣ合金的含保载低周疲劳试验中发现，蠕变变形的增加导致了疲劳寿命的降低，在对试样的微观检验中未见有典型晶界孔洞型蠕变损伤，而多见的碳化物及晶界的氧化，所有的裂纹都在试样表面萌生并沿着扩展，因此，在蠕变载荷下晶界氧化是一种可能的蠕变损伤，这里运用Ｄａｎｚｅｒ关系讨论了损伤的机理，并对实验结果进行了较理想的解释。     

第二取向对镍基单晶高温合金DD33热疲劳性能的影响

选用不同第二取向的第三代镍基单晶高温合金DD33板式试样进行热疲劳实验,研究了第二取向对单晶高温合金热疲劳性能的影响和不同第二取向样品的热疲劳裂纹扩展动力学。结果表明:第二取向严重影响合金的热疲劳性能。两种第二取向样品,其热疲劳裂纹萌生位置和扩展方向明显不同。在第二取向[100]的样品中,热疲劳裂纹在与定向凝固方向呈45°的孔壁处萌生并沿与定向凝固方向呈45°方向扩展;而在第二取向为[110]的样品中,热疲劳裂纹优先在与定向凝固方向垂直的孔壁处萌生并沿定向凝固方向扩展且裂纹萌生及扩展速度都明显快于第二取向[100]的样品。     

热—机械疲劳影响因素的试验研究

本文对影响GH500、GH33A、DZ—22、DZ—4、GH37、GH132、GH36等高温合金和石墨铸铁的热-机械疲劳寿命的某些主要因素(温度、频率、保持时间、载荷波形、同相位和反相位、恒应力和恒应变)进行了试验研究。     

高温疲劳断裂的研究与发展

本文介绍近15年来北京航空材料研究所在高温疲劳断裂研究领域内所取得的部分研究成果,其中包括高温低周疲劳、高温断裂韧性以及高温疲劳裂纹扩展的研究与发展。     

Ni3Al合金热/机械疲劳裂纹扩展行为研究

对ＩＣ１０定向凝固高温合金进行了４５０￣９９０℃热／机械疲劳裂纹扩展行为的试验研究。分别研究了相位角、保持时间、温度、频率对ＩＣ１０合金裂纹扩展行为的影响,并建立了热／机械疲劳裂纹扩展速率预测模型。研究发现：温度的升高和频率的降低均会加速裂纹扩展;同相位热／机械疲劳裂纹扩展速率大于反相位热／机械疲劳裂纹扩展速率,而且它们两者介于最大温度和最小温度的等温度裂纹扩展速率之间;载荷保持加速裂纹扩展。     

镍基单晶高温合金热机疲劳断裂特征

为了进一步提高镍基单晶高温合金的热机疲劳性能,通过微观结构解析研究了合金热机疲劳断裂特征.通过金相和扫描电子显微镜研究了热机疲劳断裂的断口特征和微观结构.研究表明:裂纹起源于形变孪晶与试样外表面的交截处,过程中的氧化有助于裂纹的长大;裂纹尖端的应力场诱发出大量形变孪晶,而形变孪晶的存在为裂纹进一步沿着孪晶界扩展提供了便利条件;镍基单晶高温合金的疲劳断裂主要是由于形变孪晶的形成以及裂纹沿孪晶界的扩展造成的.形变孪晶与高温合金疲劳断裂密切相关.     

一种单晶高温合金的高周疲劳行为(英文)

本文对一种单晶高温合金在800℃经高周疲劳实验的断裂特征和微观变形机制进行了详细研究,发现该单晶合金存在两种断裂形貌,一种是定向解理断裂,一种是蜂窝状撕裂,这两种断裂方式分别与按确定取向的滑移变形机制和位错胞变形机制相联系。还观察到了小角晶界的变形机制,合金中存在的极微量 MC 碳化物仍然是重要的疲劳源,该单晶高温合金的高周疲劳强度极限较之相应的普通铸造 IN738合金和低偏析定向凝固 DE38G 合金大幅度提高。     

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。     

夹杂物对粉末高温合金疲劳性能的影响

粉末高温合金FGH95是发动机用的优选材料。通过对该合金的疲劳性能试验和扫描电镜微观观察,发现合金中含有由铝、氧、镁、钛、硅和钇等元素组成的夹杂物。无论室温或者高温条件下,合金的疲劳裂纹源均从夹杂物处萌生,并且夹杂物尺寸越大,距离表面越近,所对应的疲劳寿命越低。     

渗铝钢热疲劳定性试验

热疲劳试验表明，渗铝钢抗热疲劳能力强于未渗铝钢。渗铝钢的热疲劳裂纹特征是表面块状崩落，而未渗铝钢则出现裂纹直至裂开。     

镍基铸造高温合金热等静压处理的研究

就热等静压处理对镍基铸造高温合金的缺陷消除、组织和力学性能的改善作了研究。研究结果表明，通过热等静压处理后的合金，不仅可有效地消除合金中的缺陷（疏松和气孔），获得致密的合金，而且还可改善合金的显微组织，提高合金的持久、拉伸和疲劳性能，显著地减小性能分散度。     

FGH96镍基高温合金的高温低周疲劳断裂机理研究

研究了FGH96镍基高温合金在550,720℃条件下应变控制的高温低周疲劳断裂机理.结合断口宏微观观察和位错组织结构观察,探讨了FGH96合金疲劳行为的微观机理,并建立了扩展区面积和疲劳寿命的定量关系,结果表明:FGH96合金的断裂特征以穿晶解理为主;合金在较高温度下具有较低的疲劳寿命是与氧化损伤和合金的塑性变形密切相关;应变幅较小时(＜0.6%左右),温度对合金的疲劳寿命起主导作用,氧化损伤效应明显;位错密度在较高的应变幅下比在较低的应变幅下高得多,较高应变幅下,位错发生了交滑移甚至是攀移运动;合金的疲劳断口扩展区面积与疲劳寿命存在线性对数关系.