激光冲击强化对镍基高温合金疲劳寿命的研究

对镍基高温合金GH742疲劳试样进行了激光冲击强化处理,对强化后的试样首先进行了残余应力测试,发现处理后的试样表层产生了很高的残余压应力;然后进行拉一拉疲劳试验,结果表明激光冲击强化能显著提高镍基高温合金的疲劳寿命;最后从断口分析的角度解释了激光冲击强化改善材料疲劳性能的原因.     

镍基单晶高温合金蠕变-疲劳寿命评估方法进展

论述镍基单晶合金的滑移变形机制和疲劳裂纹萌生机理，分别介绍镍基单晶合金蠕变寿命和低循环疲劳寿命分析评估模型；镍基单晶合金蠕变、疲劳寿命的研究方法可分为应用各向异性张量描述非弹性各向异性变形的宏观力学(唯象)模型和基于晶体学滑移变形理论的微观力学模型；晶体取向、平均应力、环境温度、循环频率、循环应力比是影响单晶合金蠕变-疲劳寿命的主要因素。复杂应力状态下的单晶合金多轴低循环疲劳损伤，单晶合金在疲劳-蠕变交互作用下的疲劳损伤和单晶合金的接触疲劳损伤等问题是需要研究的重要课题。     

离子注入对高温合金蠕变／疲劳特性的影响及寿命预测

研究了GH4169合金离子注入对蠕变/疲劳特性的影响,并应用应变能区分（SEP）法预测该合金在650℃的蠕变/疲劳寿命,给出了SEP寿命预测方程,试验结果表明离子注入法具有多种强化机制共同作用于合金使其强化,达到最佳的强化效果以延长使用寿命。     

镍基高温合金电子束焊接头高温疲劳性能研究

利用高温疲劳试验机进行GH4169电子束焊接头在不同温度下的疲劳试验,通过接头的高温疲劳数据研究材料在不同温度下的高温疲劳性能。结果表明：随着温度的升高,GH4169电子束焊接头的疲劳性能先降低再升高,当温度达到650℃时,γ′相的析出强化了材料疲劳性能。利用SEM扫描电镜对断口进行微观分析,研究发现室温下GH4169焊接接头的断裂模式为穿晶断裂,随着温度的升高,断口多为穿晶断裂与沿晶断裂的混合断口。     

基于单胞模型镍基单晶高温合金低周疲劳寿命的预测

基于镍基单晶高温合金的微观尺度结构特征,建立了γ/γ′双相单胞有限元模型,并基于能量耗散理论,引入统一表征非对称载荷循环特性和拉/扭多轴效应的k参量,以循环塑性应变能作为损伤参量,建立了镍基单晶高温合金低周疲劳寿命预测模型;分别利用宏观有限元模型和γ/γ′双相单胞微观有限元模型对[001]取向的DD3、PWA1480和CMSX-2镍基单晶高温合金的单轴、多轴低周疲劳试验过程进行数值模拟。结果表明:微观单胞有限元模型反映了试验合金的微观结构特性,其预测精度明显优于宏观有限元模型的;上述3种合金几乎所有的试验数据分别落在1.3,2.0和2.0倍偏差分布带内。     

一种镍基单晶合金高温低周疲劳寿命预测方法

提出一种考虑平均应力、应变比和晶体取向的镍基单晶合金低周疲劳寿命预测方法。首先建立镍基单晶合金在[001]和[111]晶体取向下的疲劳寿命预测模型,该模型考虑了平均应力和应变比对疲劳寿命的影响。然后,通过引入晶体取向函数建立不同晶体取向与[001]和[111]晶体取向下寿命预测模型中疲劳参数的关系,从而考虑镍基单晶合金晶体取向对疲劳寿命的影响。最后,提出通过[001]和[111]晶体取向下的模型来预测任意晶体取向下疲劳寿命的方法。提出的方法用DD3和PWA1840镍基单晶合金高温低周疲劳寿命试验数据进行验证,结果表明提出的方法是可接受的。     

不同温度下镍基单晶高温合金的低周疲劳性能

研究了Ni-Cr-Co-Mo-W-Ta-Nb-Re-Al-Hf-C系镍基单晶高温合金在不同温度(800,980℃)下的低周疲劳性能.结果表明:与800℃下相比,980℃下合金的塑性变形量更大,损伤更严重,疲劳强度更低,寿命更短;2种温度下合金的疲劳断裂均为类解理断裂;800℃时,裂纹萌生于疏松组织处,沿{111}平面扩...     

铸造Ti-48Al-2Cr-2Nb合金的热机械疲劳行为

采用应变控制的方法,研究了铸造Ti-48Al-2Cr-2Nb合金400℃～800℃循环温度下的同相位热机械疲劳行为,并与400℃和800℃恒温低周疲劳结果进行了对比分析。结果表明,该合金的400℃～800℃同相位热机械疲劳性能在大应变短寿命区优于400℃和800℃恒温低周疲劳;在小应变长寿命区略低于400℃低周疲劳,介于800℃低周疲劳数据分散带内;在热机械疲劳试验条件下,合金不表现明显循环硬化或软化现象,疲劳试样断口可观察到层片间、层片内断裂和穿层片撕裂3种开裂方式。     

基于Abductive网络的镍基单晶高温合金蠕变断裂寿命预测

通过建立镍基单晶高温合金的蠕变断裂寿命与合金成分、试验温度以及试验应力的4层Abductive网络预测模型,对CMSX-4与CMSX-10合金进行了不同试验条件下的寿命预测,并用试验所得的合金lgt_r-lgσ曲线进行了验证。结果表明:Abductive网络具有高的准确性与很好的适用性,能够准确预测不同成分镍基单晶高温合金的蠕变断裂寿命。     

DD3镍基单晶合金非对称循环载荷低周疲劳寿命预测

在680℃温度下进行[001]、[011]和[111]三种取向的DD3单晶合金光滑试样非对称循环载荷低周疲劳试验，表明晶体取向对DD3单晶合金的应变疲劳寿命有显著影响，[001]取向寿命最长，[111]取向寿命最短。用晶体取向函数修正总应变范围可以在很大程度上消除晶体取向对疲劳寿命的影响；引入参量k表示载荷循环特性对疲劳寿命的影响，它与循环寿命之间呈幂函数关系。根据影响单晶叶片低周疲劳寿命的主要因素，提出循环塑性应变能的计算方法，构成塑性应变能的主要因素应包括总应变范围、取向函数和载荷循环特性等影响参量，它们与塑性应变能之间呈幂函数关系。用塑性应变能作为损伤参量导出单晶合金低周疲劳寿命预测模型，利用低周疲劳试验数据进行多元线性回归分析，所有试验数据均落在2．6倍偏差的分布带内。     

镍基高温合金IC10的本构模型研究

基于晶体塑性滑移理论建立了IC10的本构模型,通过在ABAQUS软件平台上编写用户子程序(UMAT),模拟了IC10合金在600℃下的拉伸应力-应变曲线和不同载荷条件下的拉-压疲劳迟滞回线。通过对比发现模拟所获得的计算曲线与试验曲线具有良好的一致性,表明所建立的模型可以有效预测IC10合金在不同载荷下的高温力学行为。     

新型镍基高温合金热处理工艺研究

随着科学技术的进步,航空航天和汽车等行业对工业生产的需求越来越大,如燃气涡轮、叶片、机匣等高温部件,为满足整个行业的需求,对其原料的性能也提出了更高的要求。采用镍基铸件制造高温合金材料零件的方法,可以在性能和加工方法上,满足各种行业对原材料的需求。此外,在高温合金生产过程中,热处理是必不可少的一项工艺,它可以通过对合金的微观结构进行调整,从而提高合金的耐热性、抗腐蚀性等性能,在镍基铸造高温合金制作零件的过程中,热处理工艺占据着非常关键的位置。基于此,本文阐述了镍基高温合金的发展历程及其强化原理,分析了镍基高温合金的热处理工艺,并探讨了其最新进展,以期为相关领域的研究提供实质性参考与借鉴。     

GH536合金高温低周疲劳/蠕变交互作用性能研究

在对镍基高温合金 GH5 3 6在三种不同温度下含保载的低循环疲劳 /蠕变试验中发现 ,蠕变变形的增加导致了疲劳寿命的降低。另外 ,给出了材料的蠕变应变 -寿命关系 ,讨论了材料的疲劳 /蠕变特性随温度的变化     

涡轮盘合金氧化-疲劳裂纹扩展机理和寿命预测研究进展

航空发动机涡轮盘在其服役过程中往往在高温燃气环境下承受热载荷和机械载荷共同作用,最终因疲劳、蠕变以及氧化的交互作用而失效.随着高推重比航空发动机的发展和涡轮前温度的提高,氧化损伤对涡轮盘表面疲劳裂纹扩展的影响愈加显著,往往可使疲劳裂纹扩散速率提高1～2个数量级.综述氧化损伤对涡轮盘用高温合金疲劳裂纹扩展的影响以及疲劳裂...     

新型镍基高温合金磨削性能实验研究

本文对一种新型高温合金的磨削加工性能进行了实验研究。通过对采用不同砂轮时磨削力随磨削过程变化的比较 ,分别得出不同磨料下磨削力变化的一般规律 ;通过正交试验法对高温合金材料试件进行磨削试验 ,分析得到在一定平台移动速度下的磨削力经验公式 ,并研究了磨削工艺参数对加工性能的影响 ,为生产中采用CBN砂轮以合适的磨削参数对该材料工件进行加工提供了理论依据     

镍基定向凝固高温合金蠕变寿命预测的改进方法

一种应用简单、物理依据清晰、稳健的蠕变和持久寿命性能方法是开展航空发动机热端部件强度评价的重要基础。针对航空发动机用典型的镍基高温合金,首先讨论了Wilshire方法对宽温度/应力条件下蠕变性能的预测精度,并证实该方法体系中的等效蠕变激活能比传统方法更接近晶格扩展激活能,所预测的应力分界点与合金不同温度/应力条件下的蠕变变形机制密切相关;其次,通过引入拉伸强度相关的晶向函数对Wilshire和传统的Larson-Miller法进行修正,结果显示修正方法顺利实现了不同晶向下蠕变持久性能的高精度预测;最后,基于Wilshire方法提出了一种基于归一化应力的热强综合参数,该热强综合参数可用于评估高温合金材料在归一化应力条件下的蠕变持久性能,同时基于该热强综合参数有利于发挥材料的高温性能潜能。     

热作模具钢的高温热机械疲劳寿命预测

研究热作模具钢在应力控制下的等温疲劳和同相热机械疲劳寿命，发现在相同的应力幅下，同相（最高温度550℃，最低温度250℃）热机械疲劳寿命低于上限温度的等温（温度550℃）疲劳寿命。这表明在相同的应力幅下，热机械疲劳比等温疲劳产生更严重的损伤，用最高温度下的等温疲劳寿命代替热机械疲劳寿命并不一定得到可靠的结果。在等温疲劳条件下，疲劳裂纹主要为穿晶萌生与扩展，而在热机械疲劳条件下，疲劳裂纹主要沿晶萌生与扩展。文中还以Chaboche高温疲劳损伤模型为基础，考虑损伤系数是最高温度和温度范围的函数来评价载荷控制下材料的热机械疲劳寿命。在热机械疲劳试验中，考虑温度变化产生的附加内应力，因此每一循环的损伤不仅是最大应力和平均应力的函数，而且与最高温度和温度循环范围有关。根据累计损伤的等效温度法，取最大温度为等效温度。热作模具钢在热机械疲劳过程中，由热循环产生的附加损伤通过损伤指数系数表示。结果表明，该预测结果与试验结果十分吻合。     

合金成分对镍基高温合金性能影响的研究进展

镍基高温合金是航空航天等领域不可或缺的材料,是高温合金材料优化研究的热点,其合金成分复杂,关键合金元素对其性能的影响显著。先进的激光熔覆技术对镍基高温合金涂层的发展有重要的推动作用。在简要给出激光熔覆技术发展现状的基础上概述了镍基高温合金的研究进展,系统梳理了Co、Al、Cr、Ta、W、Re、Ru、Zr、Fe等金属元素以及Si、C、B等非金属元素以及陶瓷颗粒VC、B₄C、WC、TiC、Y₂O₃等对镍基高温合金力学性能及显微组织的影响。指出了镍基高温合金在当前研究发展中的困扰和仍需关注的问题,最后对镍基高温合金将来的发展进行了展望。     

Fe—Ni—Cr合金热机械疲劳锯齿屈服特征研究

分析了同步热机械疲劳应力－应变滞后环的特征行为，在滞后环的低温段上呈现出强烈的循环硬化行为，被第二相粒子钉锚的局部位错段或整根位错脱锚引起具有两阶段应力降的大齿屈服特征，位错从未消散的气团脱锚引起弱的锯齿屈服特征。在高温阶段，溶质原子团消散，从而不能对位错运动起到障碍作用，螺位错交滑移克服第二相粒子的过程及亚晶形成表明了回复机理占主导地位，基本上不锯齿屈服特征，但仍表现出弱的循环硬化行为。温度与应