GH33A合金在蠕变-疲劳交互作用下的裂纹扩展特性

通过对 GH33A 合金在蠕变与疲劳复合加载条件下的系列试验,发现拉伸保时使蠕变与疲劳发生了交互作用,加快了疲劳裂纹扩展速率,加速裂纹早期进入失稳扩展,大大降低了疲劳寿命。GH33A 合金具有良好的抗蠕变裂纹扩展能力,但疲劳裂纹扩展阻力较低。由此讨论了拉伸保时对裂纹扩展的影响,并对在蠕变-疲劳交互作用下的裂纹扩展模型作了探讨。     

Ti5Al4Mo4Cr2Sn2ZrNb钛合金在三种热处理状态下的蠕变裂纹扩展

选用三种不同热处理制度，借助于直流电位法对Ｔｉ５Ａｌ４Ｍｏ４Ｃｒ２Ｓｎ２ＺｒＮｂ钛合金进行抗蠕变裂纹扩展性能的研究。结果表明，二次固溶＋时效处理者最佳，合金抗蠕变裂纹扩展的能力最强，抗蠕变断裂应力强度因子Ｋ也最高，蠕变断裂寿命最长，β处理的合金性能最差，退炎处理者介于两者之间。     

基于C(t)积分及参数Ac的P92钢高温蠕变裂纹扩展研究

对于在高温环境下工作的构件,蠕变裂纹扩展是一种主要的失效机制,而裂纹尖端的拘束水平对蠕变裂纹扩展率有很大的影响。通过数值仿真与相关试验数据对比的方法,对裂纹扩展尖端的应力应变率场表征参量C(t)积分进行了相关研究,并基于参数Ac研究了P92材料裂纹尖端的拘束水平对蠕变裂纹扩展的影响。研究结果表明,C(t)积分值随裂纹扩展急剧减小,其数值及变化与积分路径到裂纹尖端的距离相关性很强,并且与拘束水平有一定的关系;拘束水平影响蠕变裂纹扩展率,拘束越大,裂纹扩展速率越快;参数Ac可以有效表征裂纹尖端拘束水平,其在寿命预测方面的应用有待进一步研究,同时在含裂纹的高温工作构件寿命评估方面有重大的意义。     

氢氟酸浓度对钛合金油管的疲劳行为的影响

基于Zr-Mo系钛合金(0.6Zr3Mo)油井管在服役过程中因工作环境而导致的疲劳断裂问题，通过应力加载的方式研究了钛合金在不同浓度氢氟酸环境与实验室环境下的疲劳性能，并对其进行比较。结果表明：在70%σ_s应力幅作用下钛合金在有无腐蚀环境下均呈现循环软化特性；氢氟酸溶液促进了钛合金疲劳裂纹形核并加速了疲劳裂纹扩展速率，缩短了钛合金的疲劳寿命，并且疲劳寿命随腐蚀液浓度的增加呈下降趋势；氢氟酸浓度对钛合金的裂纹扩展方式具有一定影响，在实验室环境下钛合金裂纹扩展主要为周期性解理；在低浓度氢氟酸环境下由于氢氟酸腐蚀形成的二次裂纹容易诱发解理面的形成，裂纹扩展仍以解理的方式扩展；而在高浓度氢氟酸环境下裂纹的扩展方式有所改变，裂纹在韧性区扩展程度增加，以解理形式扩展的程度有所下降。     

DD3单晶合金的真空感应熔炼

ＭＣ碳化物、氧化物夹和显微疏松在单晶合金中是蠕变、疲劳裂纹的起源和扩展通道。为了减少ＭＣ碳化物、氧化夹杂和显微疏松的危害，ＤＤ３合金规定：Ｃ≤０．０１０ｗｔ％，最好＜０．００６ｗｔ％，［Ｏ］≤０．００１０ｗｔ％，［Ｎ］≤０．００１２ｗｔ％。合金中脱碳、氧、氮、硫都是通过真空下的Ｃ－Ｏ沸腾反应来完成的。本文采用严格控制碳量和工艺技术的改进等措施，找到了获得Ｃ达６０ｐｐｍ ，Ｎ２达３ｐｐｍ，Ｏ２达５ｐ     

蠕变裂纹启裂和扩展的局部损伤理论

根据局部损伤理论和相似原理，给出了蠕谱裂纹启列前的孕育上下限时间并推导了蠕变裂纹扩展率方程。在常载荷下用２．２５Ｃｒ－１Ｍｏ钢作了蠕变裂纹扩展试验，高拘束度使早期局部损伤发展迅速，实验结果与孕育时间下限接近。稳态预测值由于忽略未开裂部分材质劣化而略氏于实验结果值。有限元模拟损伤演变过程。表明稳态裂纹扩展民实验结果吻合。     

低磷GH169和常规GH169合金力学性能的对比研究

对国内生产的低磷GH169[s（P）＜0．001％]及常规GH169[w（P）0.008％～0．013％]变形合金锻件的力学性能进行了对比研究。结果表明，室温拉伸和高温拉伸强度未显现很大差异，然而低磷GH169合金反而显示出高温塑性特别是650℃／686MPa持久塑性的明显降低，且低磷合金在蠕变和疲劳／蠕变交互作用下的裂纹扩展速率皆高于常规合金，低磷合金的595℃／895MPa缺口周期持久寿命亦有降低的趋势。俄歇能谱分析表明，磷在晶界发生偏聚，透射电镜观察，发现低磷合金中的σ相的片状形式沿晶界析出，而磷含量提高使σ相的胞状形式沿晶界析出。     

镍基单晶合金紧凑拉伸试样高温断裂特性的实验研究

采用紧凑拉伸（CT）试样对三种晶体取向[001]，[011]，[111]的镍基单晶合金DD3在950，850℃和760℃下的拉伸以及950℃时的蠕变和疲劳性能进行了实验研究。应用光学显微镜（OM）和扫描电子显微镜（SEM）分别对单晶体裂纹扩展路径和断口表面进行了观察和分析。拉伸实验结果表明：单晶体裂纹扩展路径沿着特定的晶体学矢量方向扩展而在试样自由表明呈现Z字型外观，其扩展方向及形状取决于晶体取向。温度对试样的断裂形式影响较为显著，760℃时的断裂特征为剪切型脆性断裂，断裂平面为沿滑移面的光滑斜断口；950℃下试样断裂逐渐转变为微孔聚集型韧性断裂，断口由粗糙的剪切唇和纤维区构成。蠕变和疲劳实验结果表明：镍基单晶具有明显的蠕变和疲劳性能各向异性，蠕变寿命以[011]，[111]，[001]顺序依次减小，疲劳寿命以[111]，[011]，[001]顺序依次减小；蠕变及疲劳裂纹扩展路径均与加载方向垂直，断裂表面均为光滑的平断口。试样断口细观分析显示，蠕变试样断口由杯锥状韧窝组成，而疲劳试样断口则由疲劳裂纹组成。疲劳损伤比蠕变损伤更有利于裂纹的扩展。     

FGH95粉末盘剩余循环寿命的裂纹源制作及测定

应用电火花加工技术，制作出宽度为０．０５ｍｍ±０．０２５ｍｍ，深度为０．２５ｍｍ±０．０１３ｍｍ，长度为１ｍｍ±０．０５ｍｍ的裂纹源，预制出长度为１．５０ｍｍ±０．１３ｍｍ的疲劳裂纹，然后对剩余循环寿命进行了测定。     

非对称循环加载下燃气轮机叶片材料疲劳寿命预测

燃气轮机叶片在实际工作过程中,易受到非对称循环载荷作用而发生疲劳失效。为便于准确地预测非对称循环加载下叶片材料的裂纹萌生及扩展寿命,首先考虑平均应力效应和高应力区的塑性变形影响,对Chaboche模型进行改进,然后将改进的Chaboche模型和Walker裂纹扩展公式相结合,建立了一种非对称循环载荷作用下裂纹萌生及扩展综合寿命模型,并用试验数据进行验证分析。结果表明,该模型预测得到的裂纹萌生寿命、裂纹扩展寿命与试验数据基本吻合,验证了新模型的适用性和准确性,为燃气轮机叶片损伤分析和寿命预测奠定理论基础。