两种涡轮盘合金的高温低循环疲劳性能及断裂研究

近年来材料的低循环疲劳性能受到很大的重视,无论从基础理论或实际应用上都具有相当大的意义,特别是航空发动机涡轮盘合金的高温低循环疲劳性能,被认为是发动机选材的限制因素。 盘子的高温低循环疲劳主要指周期性的起     

GH33合金锻造涡轮叶片晶粒粗大问题

GH33是一种以镍为基体的奥氏体型高温变形合金,合金化程度很高,组织结构复杂。其化学成份与苏联437和英国N80A合金相当。而N80A合金除碳、铝含量稍高于GH33合金外,还含有2％钴。GH33合金的化学成份见表1。 这些高温合金在700～800℃的范围内具有良好的组织稳定性和高温综合性能。因此,广泛地用于制造航空发动机的涡轮叶片等零件。但是在锻造变形过程中,GH33合金和其它镍基合金一样,具有工艺塑性低、变形抗力高、     

大尺寸变形FGH96高温合金涡轮盘晶粒尺寸和硬度相关性的表征

对大尺寸镍基变形FGH96高温合金涡轮盘沿径向进行了平均晶粒尺寸的统计分析,以及相应的硬度表征。结果表明:从盘中心到盘边缘,晶粒尺寸呈现增大的趋势,而硬度呈现递减的趋势;此外,从盘心到盘缘,局部硬度数值出现波动,是受盘件形状的影响造成的。     

电液锤上GH901合金涡轮盘模锻成形工艺

目的 研究GH901合金涡轮盘锻件的成形工艺.方法 采用有限元软件Simufact-2D对镍基高温合金涡轮盘的锤上模锻过程进行数值模拟分析,研究不同中间坯高径比下涡轮盘的填充效果及等效应变变化规律;研究不同锤击能量下涡轮盘的温度分布规律.结果 GH901合金涡轮盘锤上模锻时,中间坯高径比过大或过小均影响填充效果,同时不...     

添加微量Mg、Zr对GH33A合金涡轮盘性能的影响

本文总结了添加微量Mg、Zr对GH_(33)A合金涡轮盘性能的影响,发现该合金涡轮盘的持久性能明显提高,缺口敏感得以消除,热加工性能得到改善。     

GH37合金振动叠加低循环载荷的高温复合疲劳行为研究

一、前言 材料在接近使用条件下的疲劳断裂行为研究当前处在发展阶段。本文对GH37合金振动叠加低循环载荷800℃高温复合疲劳行为进行了探索,旨在提出800℃GH37合金复合疲劳寿命曲线,供GH37涡轮叶片寿命预测时参考;探索振动叠加低循环载荷对缺口试样低循环疲劳寿命的影响,以及两者断裂机制的差异。为开展金属材料在振动与低循环载荷复合作用下的疲劳与断裂研究及工程应用打下基础。     

GH36和GH132高温合金低周疲劳特性的研究

本文研究了GH36与GH132两种高温合金的高温低周疲劳和热疲劳性能。通过对两种疲劳试验的测试,获得了一些有参考价值可供比较的数据,为发动机涡轮盘的选材与设计建立了一定的理论根据。对用J积分表达高温裂纹扩展速率也作了初步尝试,并确定出公式中的常数。     

GH33、GH33A的低循环疲劳和循环应力-应变性能

镍基高温合金GH33曾用作新涡喷发动机的涡轮盘,经工厂试车后出现大批伸长变形故障,其中一级盘尤为突出。按专用技术条件B-30的要求来鉴定,发现工厂生产的发动机,经试车后超差的就达半数之多,严重影响产品质量。 为了克服这一故障,经有关厂、所商议,决定研制新合金,并采用微调GH33合金的化学成份,添加少量合金元素以提高其屈服强度     

过载循环对GH37合金持久寿命的影响

本文研究了GH37合金在700℃下经过100小时超载循环后的寿命,通过与此合金在相同状态下的纯持久寿命对比发现,当循环超载量控制在12％以内,材料呈现循环强化效应,超载量大于14％,呈现循环软化效应。由试验结果得到寿命与超载量的函数关系。微观特征与观察结果很好相符。     

GH169合金涡轮盘680℃长期时效组织及其性能的变化规律

研究了ＧＨ１６９合金ＤＡ在６８０℃温度下长期时效时，盘件显微组织及其拉伸性能的变化规律，６８０℃时效超过５００ｈ后，钭引起盘件和性能的变化。     

温度对GH34钢低周疲劳性能的影响

本文用应变控制的低周疲劳试验方法,研究了室温、350、450和550℃下,燃气轮机叶轮用钢GH34的低周疲劳性能。试验表明,各温度下的循环应力——应变特性均为循环软化。试验温度提高,低周疲劳性能下降。由于蓝脆性的发展,450℃的低周疲劳性能迅速下降,接近550℃的低周疲劳性能。COFFIN—MANSON方程中的指数α随试验温度提高而增大。高温低周疲劳裂纹的扩展,主要为Ⅱ阶段扩展,在所采用的试验条件下,没有发现蠕变引起的治晶疲劳断裂。     

GH132合金的循环蠕变

研究了ＧＨ１３２（Ｆｅ－２５Ｎｉ－１５Ｃｒ基）合金在７７３Ｋ，应力幅８６２ＭＰａ和９２３Ｋ，应力幅５１０ＭＰａ实验条件下循环蠕变行为，实验结果表明，在两种实验条件下随着循环周期的缩短，断裂寿命延长而包迹稳态蠕变速率减小，断裂指数和归一化处理后近似地满足线性损伤规律，根据扫描电镜和透射电镜观察，对该合金的循环蠕变行为进行了分析。     

GH36合金高温高低循环复合疲劳断裂特性的研究

材料科学工作者近年来十分重视工程材料在接近构件工作条件下的疲劳断裂行为研究,主要原因是:①愈来愈多的研究结果表明,开展这一研究,是对材料及工艺应用研究在技术上的促进;②为了发展具有良好疲劳性能的合金,必须进行疲劳损伤、裂纹起始和裂纹扩展各个阶段机理的基础性研究,当前的方向,也是发展这一研究;③研究使用中的破坏事例,     

发动机涡轮盘的应变疲劳行为

研究了发动机涡轮盘材料在３０００ｈ应力时效后和未经长时时效状态下的低周疲劳行为，测定了循环稳定和单调拉伸应力－应变曲线，给出了应变－寿命关系。讨论了该材料的循环硬化（软化）特征。     

低循环疲劳对喷气发动机轮盘寿命的影响

轮盘是航空发动机重要部件,承受高温负荷及大推力载荷,工作环境十分恶劣。轮盘断裂的碎片打穿机匣,可能破坏油路或控制系统,对飞行员及飞机造成严重威胁。为了确保飞行人员安全及发动机可靠运行,应从结构、材料、工艺、强度和振动等各方面采取积极措施,尽量防止轮盘裂纹故障的发生。本文从影响盘体寿命的多方面因素进行分析,阐述了影响轮盘寿命的主要原因。     

关于GH36合金不规则晶粒长大的探讨

通过对GH36高温合金的研究,发现该合金的不规则晶粒长大缺陷同预先热加工过程有关,在温度控制下由临界变形引起。说明合金不规则晶粒长大的机理是属于二次再结晶问题。经过大量试验研究表明,由于锻造能力有限,对不规则晶粒长大缺陷难以控制,因而限制了该合金在增压器涡轮叶片上的使用。自从采用GH132合金制造涡轮叶片以来,涡轮叶片质量始终保持稳定状态。     

晶粒尺寸对Cu-30%Zn合金形变孪晶厚度的影响

对于面心立方结构的纳米金属,晶粒尺寸对孪生厚度(孪生核)的影响虽已有研究,但仍有待深入。本论文以Cu-30%Zn合金为模型材料,通过高压扭转变形技术、等径角挤压连同轧制技术变形得到晶粒尺寸在5~500nm的样品。透射电子显微镜观察发现:变形孪晶的片层厚度随晶粒尺寸的减小而减小,当晶粒尺寸小于20nm以后,孪晶厚度为(111)晶面间距(层错);另外,层错存在于各个不同尺寸范围的晶粒内,表明层错不受晶粒尺寸影响。研究结果表明在低层错能超细晶材料中,孪生变形是通过从晶界连续发射不全位错(层错)形成的。     

钕对Ti—44Al合金组织和晶粒尺寸的影响

在真空电弧熔炼条件下研究稀土元素钕（Ｎｄ）（加入量范围为０．０５～０．３ａｔ％）对Ｔｉ－４４ａｔ％Ａｌ二元合金组织和晶粒尺寸的影响，实验结果表明，钕明显增加了铸锭柱状晶的长度和减小柱晶直径，同时细化了铸锭中心区的等轴晶粒，高温固溶处理后铸锭获全片层组织，不含钕的铸锭平均晶粒尺寸大于１４００μｍ含０．１ａｔ％Ｎｄ铸锭的平均晶粒尺寸的４５０μｍ拓该铸锭的顶部获得小晶粒尺寸（３４１μｍ）。     

镍基高温合金GH4033的高温低周疲劳和断裂

研究了镍基高温舍金GH4033在400℃-700℃的疲劳循环应力行为和疲劳寿命曲线，结果表明，500℃处由于材料强化显示出好的抗疲劳性能。此外，还借助扫描电镜对疲劳试样的断口进行了分析，揭示了疲劳断裂机制。     

750℃时效对GH4742合金疲劳裂纹扩展行为的影响

研究了在750℃时效处理的GH4742合金的组织演化对疲劳裂纹扩展行为的影响。结果表明,随着时效时间的延长合金中的块状一次γ′相长大且其边界圆滑化,花瓣状二次γ′相沿界面分裂,三次γ′相回溶在基体中或聚集长大成圆角方形γ′相。随着时效时间的延长合金疲劳裂纹的扩展速率呈增加趋势,主裂纹以绕过一次和二次γ′相的方式扩展。近门槛区的疲劳裂纹扩展速率对组织较为敏感,一次γ′相和二次γ′相边界的圆滑化使疲劳裂纹扩展速率提高,三次γ′相适当粗化可提高合金强度和ΔK较低区域裂纹的扩展抗力;Paris区和快速扩展区的应力强度因子范围ΔK较高,组织对疲劳裂纹扩展速率的影响降低。