镍基单晶高温合金的蠕变损伤规律研究

基于镍基单晶合金蠕变过程中的细、微观组织结构变化及损伤特点，本文建立了考虑材质劣化和空洞损伤的双参数蠕变损伤本构方程及寿命预测模型。利用ＤＤ３单晶材料〈００１〉晶体取向的７６０，８５０和１０００℃实验结果考核表明，所建模型可以比较准确地预测蠕变第二、第三阶段变形状态及破坏特征。第二阶段持续时间、第三阶段开始时间可以表示成蠕变应力的指数函数；随着温度的升高，材料劣化加剧，空洞损伤也增加。     

镍基单晶高温合金的里面变损伤规律研究

基于镍基单晶合金蠕变过程中的细、微观组织结构变化及损伤特点，本文建立了考虑材质劣化和空洞损伤的双参数里面变损伤本构方程及寿命预测模型。利用ＤＤ３单晶材料（００１）晶体取向的７６０，８５０和１０００℃实验结果考核表明，所建模型可以比较准确地预测蠕变第二、第三阶段变形状态及破坏特征。第二阶段持续时间、第三阶段开始时间可以表示成蠕变应力的指数函数；随着温度的升高，材料劣化加剧，空间损伤也增加。     

SiCp—Al复合材料蠕变断裂与空洞生长

结合图像分析技术和固化力学原理，对复合材料蠕变断裂试样进行了定量研究。解析出有效蠕变应变，结果表明，在复合材料蠕变断口部位，空洞体积分数与有效应变成指数关系，在快速蠕变阶段空洞生长由塑性变形控制，所述测试原理方法也适用于其他含有空洞材料的塑性变形研究。     

利用SEM-EBSP研究多晶体材料高温蠕变损伤组织的不均匀性

研究了多晶体材料在高温蠕变下的空洞出现位置和损伤特点,认为同一组织下空洞的出现及蠕变损伤的位置与晶粒尺寸有关系,晶粒尺寸小的部位易发生损伤。使用电子背散射衍射技术研究了不同损伤位置附近的亚结构形成情况,结合亚结构、晶界滑移、晶粒尺寸与材料变形协调性等材料变形特点,对蠕变损伤机理进行了探讨。     

双剪切试样在镍基单晶合金蠕变变形损伤和寿命研究中的应用

在对不同滑移系的双剪切试样进行蠕变实验的基础上，结合单向应力拉伸蠕变实验，并利用晶体滑各向异性蠕变损伤本构模型和有限元程序，对双剪切蠕变试样进行了研究。结果表明，对剪切试样受剪区域的应力状态基本为均匀分布且随蠕变时间变化很小，大部分受剪区域为单滑移系开动，提出的基于蠕变γ′相筏化规律的蠕变损伤本构模型，结合有限元（FEM）分析可以很好地描述双剪切试样的蠕变损伤规律，并可以和单向应力状态的实验结果联系起来，双剪切试样可以用来研究镍基单晶合金蠕变性能的晶体取向相关性，实验表明这种晶体取向相关性与开动滑移系类型及γ′相符代规律相关。     

基于内时理论的软岩流变本构模型

从内时理论出发，通过在内蕴时间中引入牛顿时间，在Helmholtz自由能中引入损伤变量，对它们分别进行重新构造，利用连续介质不可逆热力学的基本原理推导了软岩的内时流变本构方程。然后，对该方程在单轴应力条件下进行了求解、分析与试验验证。结果表明：该方程能有效地描述软岩蠕变过程中衰减蠕变、稳定蠕变和加速蠕变等三个阶段的力学特性；当损伤尚未发生或未明显出现时，该方程能用来描述软岩蠕变第一、二阶段的特性及松弛特性，当损伤开始发生或出现时，该方程描述的是蠕变第三阶段的特性；造成软岩蠕变加速阶段出现的原因是损伤起始于或明显显现于蠕变第二阶段之末。     

SiC_p－Al复合材料蠕变断裂与空洞生长

结合图像分析技术和固体力学原理，对复合材料蠕变断裂试样进行了定量研究，解析出有效蠕变应变。结果表明，在复合材料蠕变断口部位，空洞体积分数与有效应变成指数关系，在快速蠕变阶段空洞生长由塑性变形控制．所述测试原理方法也适用于其他含有空洞材料的塑性变形研究．     

平头压痕蠕变损伤实验的有限元模拟分析

对平头压痕蠕变实验进行了有限元模拟分析,重点考虑了受压材料的蠕变损伤．基于等效应力控制的蠕变损伤方程,在完成了Abaqus的Creep用户子程序的基础上对单相半无限大材料和薄膜／基体的两相材料系统的平头压痕蠕变损伤响应进行了有限元模拟．结果表明,蠕变压痕速率与材料的损伤参量相关,也与压头大小以及薄膜厚度／压头直径之比有关．与无损伤材料一样,也可以通过压痕蠕变损伤实验来得到受压材料的蠕变损伤规律．     

含铸造微孔镍基单晶合金蠕变损伤和裂纹萌生的模拟计算

基于镍基单晶合金蠕变变形过程中的细、微观组织结构变化及损伤特点,建立了考虑材质劣化和孔洞损伤的双参数蠕变损伤本构方程。利用所建模型对裂纹前缘含铸造缺陷（孔洞）的镍基单晶合金紧凑拉伸（CT）试样蠕变损伤和裂纹萌生进行了模拟计算,并考虑了晶体取向偏差和随机性的影响。计算结果表明：晶体取向和孔洞位置对试样蠕变损伤和裂纹萌生行为有着显著的影响。当孔洞距切口根部距离较近时,裂纹形核于切口附近的孔洞表面,裂纹形核时间较短;孔洞距切口根部距离较远时,裂纹形核位置位于切口表面,具体位置取决于试样的晶体取向,裂纹形核时间较长。随着加载轴晶体取向偏角的增大,裂纹形核时间明显缩短,其分散性加大,最大有34.7%的变化幅度;试样在2个不受控的晶体取向变化时,在偏角为45°和80°出现极值,裂纹形核时间最大偏差达3倍。     

10Cr9Mo1VNbN/12Cr1MoV异种钢焊接接头的蠕变损伤及界面失效

针对马氏体耐热钢 10Cr9Mo1VNbN和珠光体耐热钢 12Cr1MoV ,采用TGS -9cb、H10Cr5Mo、TR31三种焊丝形成高、中、低匹配焊接接头 ,利用脉冲电流氩弧焊、高温加速模拟工况、力学性能试验及电子显微分析 ,研究了 10Cr9Mo1VNbN/ 12Cr1MoV异种钢焊接接头的力学性能、高温强度、界面蠕变损伤及失效特征。试验结果表明 ,焊前预热 2 5 0℃ ,焊后回火 75 0℃× 1h ,加速模拟运行 5 0 0h后 ,高匹配和中匹配接头的力学性能劣化明显 ,界面蠕变损伤及失效倾向较大 ;而低匹配接头的力学性能优于高匹配和中匹配接头 ,界面蠕变损伤较轻 ,失效倾向较小。因此 ,选用TR31焊丝作为10Cr9Mo1VNbN/ 12Cr1MoV异种钢焊接接头的填充材料较为合适。     

单晶DD3合金在混合盐介质中的蠕变的断裂特性

应用扫描电镜、剖面分析和ＥＤＡＸ能谱分析，研究了单晶ＤＤ３合金及其带Ｐｔ－Ａｌ涂层试样在空气和混合盐两种不同介质中的高温蠕变及断裂行为。试验表明：在空气环境中，涂层对蠕变性能影响不大；在混合盐介质中，涂层能有效地提高ＤＤ３合金的蠕变寿命和蠕变质延伸率，防止合金在热腐蚀环境中的早期失效，本文还提出一个新断裂模型，以解释ＤＤ３合金高温蠕变时的断裂行为。     

铸造镍基合金K44的高温蠕变行为

研究了铸造镍基高温合金K44在850——900℃，225—380 MPa的高温拉伸蠕变行为，结果表明，实验合金蠕变曲线具有较短的初始阶段和较长的加速阶段，加速阶段较长是由于筏形化的γ粒子和位错相互作用促成的，加速蠕变为应变软化阶段时，可以由关系式ε=εmin(1 c△ε)exp(n△ε)来描述，蠕变断裂数据遵守Monkman-Grant规律，裂纹起源于晶界或枝晶界的空洞。     

单晶DD3合金在混合盐介质中的蠕变和断裂特性

应用扫描电镜、剖面分析和ＥＤＡＸ能谱分析，研究了单晶ＤＤ３合金及其带Ｐｔ－Ａｌ涂层试样在空气和混合盐两种不同介质中的高温蠕变及断裂行为。试验表明：在空气环境中，涂层对蠕变性能影响不大；在混合盐介质中，涂层能有效地提高ＤＤ３合金的蠕变寿命和蠕变延伸率，防止合金在热腐蚀环境中的早期失效。本文还提出一个新的断裂模型，以解释ＤＤ３合金高温蠕变时的断裂行为     

高温蠕变过程中高铬耐热钢的电化学极化行为

通过蠕变持久和间断试验制备了具有不同蠕变损伤状态的高铬耐热钢(P91钢)试样,借助扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等分析手段,系统考察了P91钢在蠕变过程中的微观组织演化行为。在此基础上,利用3.5%NaCl电解液研究了高铬耐热钢P91高温蠕变损伤过程中的电化学极化行为。结果表明,自腐蚀电流密度在蠕变第一阶段单调上升,主要是由可动位错密度快速下降和第二相粒子大量析出造成;在稳态蠕变阶段,可动位错密度基本保持不变,析出相开始粗化,导致自腐蚀电流密度下降;到蠕变加速阶段,自腐蚀电流密度再次上升,主要与析出相的快速粗化和在其附近产生的空洞及微裂纹有关。     

工业纯钛TA2的低温蠕变行为(英文)

对工业纯钛TA2在150℃（精对苯二甲酸装置钛冷凝器的工作温度）下的蠕变行为进行了研究。单轴拉伸蠕变试验结果表明,150℃下TA2材料蠕变第1阶段服从指数规律 ε = βt°。第1阶段蠕变衰减速度（时间指数口值）分别在160-200MPa和220-240MPa的试验应力范围内呈分阶段恒定的趋势。在较低的应力条件下（低于200MPa）,蠕变第1阶段的衰减速度较大,第2阶段存在蠕变饱和现象,且随着应力的降低,达到饱和所需的时间缩短。由此可以推论,第2阶段蠕变饱和的出现与第1阶段蠕变衰减速度密切相关,且在低温和较低的应力条件下,蠕变行为主要以第1阶段为主。     

海绵钛从投资热到价格回落

研究了工业纯钛TA2室温下蠕变第1阶段的特性。结果表明，TA2材料室温下确实存在明显的蠕变现象，并且存在一个临界应力值，低于该临界值的TA2在室温下不会发生蠕变。TA2室温下蠕变第1阶段的规律为卢蠕变。针对TA2材料室温下第1阶段的蠕变特性，本研究提出了一种新的卢值与应力间的关系表达式：β=β0（σ-σ）c^m。其中σc。为蠕变临界应力。并且得到室温下TA2的蠕变临界应力值为267．25MPa。     

一种单晶镍基合金的高温蠕变损伤

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结果表明：蠕变第三阶段结构特征是大量位错切入筏状γ'相．降低了台金的蠕变抗力两个滑移系统交割产生滑移台阶,连续的交替滑移使筏状γ'相发生扭曲、并产生微裂纹是蠕变断裂的直接原因     

单晶镍基高温合金的蠕变断裂

本文研究了〈001〉取向的CMSX—2,SRR99和RR2000三种单晶镍基高温合金,从750-1000℃温度范围和从150—680MPa应力下的蠕变断裂特征;用扫描电镜对上述各种实验状态下的蠕变断口和纵向剖面进行了详细观察。结果表明:单晶的蠕变断裂具有明显的晶体学特征,蠕变裂纹总是从已有的铸造的显微疏松处萌生;对于含碳量较高的材料,碳化物及其与基体的界面也是裂纹萌生的有利位置;这些已萌生的裂纹在外加应力轴垂直的(001)面上各向异性地扩展,直到由于承载截面的逐渐减小而导致最终破坏。虽然在较高的实验温度下,断口被强烈地氧化,但是蠕变断裂特征没有改变,在对三种材料断口上(001)面的大小和面积分数的测量和计算表明,用面积分数来表征蠕变损伤程度是可行的。     

Mo-3Nb合金单晶的蠕变性能

研究了电子束悬浮区域熔炼法制备的晶向为〈111〉的Mo-3Nb（质量百分数，下同）合金单晶在高温／低应力环境中的蠕变性能及其蠕变机理。结果表明，Mo-Nb合金单晶中，溶质原子Nb的添加增大了原子间扩散阻力，使材料高温稳态蠕变率减小，大大提高了材料的高温抗蠕变性能；在1500℃，10MPa时，Mo-3Nb合金单晶的稳态蠕变率较纯Mo单晶降低了3个数量级，且其蠕变机理为扩散蠕变。     

基于位错运动的镍基单晶各向异性蠕变寿命预测

对3种不同取向的DD6镍基单晶高温合金进行了980℃下的蠕变试验,结果表明镍基单晶高温合金蠕变失效机理是材料内部微孔洞的萌生与微裂纹的扩展,其本质是由位错运动造成的。采用透射电镜(TEM)对蠕变初期[001]、[111]和[011]3种取向的单晶合金的位错形貌进行观测,发现其分别符合八面体滑移系开动、六面体滑移系开动与两滑移系同时开动的特征。针对上述微观现象,基于晶体塑性理论建立了考虑Orowan效应与位错阻碍效应的蠕变本构模型与蠕变损伤模型,并根据试验得到的蠕变曲线拟合了模型参数。该模型的有限元模拟结果与单晶材料的蠕变断口形貌相互印证,解释了单晶蠕变的各向异性的力学行为。