保持时间对定向合金DZ125热/机械疲劳断裂行为的影响

对DZ125定向凝固铸造镍基高温合金进行了应变比为-1.0的同相位三角波和同相位梯形波,550℃()1000℃热/机械疲劳实验研究.实验结果表明:在相同应变幅下,同相位三角波载荷情况下的热/机械疲劳寿命比同相位梯形波载荷情况下的热/机械疲劳寿命长.研究了在两种载荷情况下材料的热/机械疲劳循环应力响应行为.试样断口的微观分析表明:在热/机械疲劳过程中,同时存在疲劳、蠕变和氧化损伤;在同相位三角波载荷下,穿晶 沿晶断裂为疲劳断裂的主要特征;在同相位梯形波载荷下,裂纹主要为沿晶萌生与扩展.这是导致在同相位梯形波载荷下疲劳寿命缩短的主要原因.     

材料取向对定向合金DZ125热/机械疲劳行为与寿命的影响

对DZ125定向凝固铸造镍基高温合金进行了纵向、横向和45°取向,应变比Rε=-1.0的同相位和反相位550～1000℃热/机械疲劳试验研究.试验结果表明:纵向取向试样的抗热/机械疲劳性能比横向取向以及45°方向取向试样要好得多,而45°方向取向试样的抗热/机械疲劳性能最差.研究了材料取向对热/机械疲劳行为的影响.试样断口的微观分析表明:在热/机械疲劳过程中,同时存在疲劳、蠕变和氧化损伤.     

高温合金材料时间相关热机械疲劳寿命预测技术

本文在变温非线性运动强化规律所描述的高温合金材料热机械疲劳应力-应变循环特性的基础上,重点讨论了应变控制的时间相关热机械疲劳寿命预测技术。对于温度循环的影响,采用由应变能密度表示的损伤参数,并且引入了温度损伤系数。对于循环时间的影响,引入了蠕变─疲劳相互作用的损伤机制,采用韧性耗散损伤模型。在确定模型的一些参数时,采用等温力学试验和疲劳试验的数据,把等温疲劳研究成果推广到变温疲劳分析领域。     

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。     

表面再结晶对定向凝固DZ4合金疲劳行为的影响

对表面通过喷丸预变形后的定向凝固DZ4板材试样进行1220℃/4h的热处理,以在板材试样表面形成再结晶层.在760℃下进行疲劳试验,以研究表面再结晶层对定向凝固DZ4合金板材的疲劳性能的影响.结果表明,表面有再结晶层的定向凝固DZ4板材试样的疲劳性能大大降低,且疲劳寿命随着再结晶层深度的增大而降低;断口观察表明,疲劳裂纹均起源于表面的再结晶区或其与基体的界面.通过有限元模拟对含再结晶区的板材试样的损伤演化行为进行模拟,结果表明再结晶区的存在改变了试样表面的应力场分布,再结晶区与基体的界面上的应力最大,裂纹一般从此处萌生,并向表面和基体扩展.     

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。     

热等静压及恢复热处理工艺对DZ125蠕变损伤的影响

选用4种不同参数的热等静压及恢复热处理工艺对DZ125蠕变损伤试样进行显微组织演化的研究,并进行力学性能评价。结果表明:DZ125合金经预持久损伤实验后,显微组织出现了γ′相退化、蠕变孔洞形成等,但是碳化物没有出现由MC型向M_(23)C_6及M6C型分解。此外,热等静压的温度在孔洞愈合过程中作用显著,1200℃及1250℃温度下分别出现了γ′同心筏排结构及合金的初熔现象。同时,通过选取合适的热等静压参数,可以避免内部再结晶的产生。合理的热等静压及恢复热处理工艺可以改善蠕变损伤的显微组织,并使其显微硬度达到原始态水平,且持久寿命得到提高。     

应变比对定向凝固高温合金DZ125低循环疲劳行为影响的研究

对定向凝固镍基高温合金DZ125在850℃和980℃应变控制的低循环疲劳(LCF)行为进行研究。对比分析应变比R=-1和R=0情况下的应力-应变迟滞环、循环平均应力以及断裂循环次数(寿命)的差异。结果表明:在所研究的两个温度水平下,相同应变范围条件下应变比R=-1和R=0的低循环疲劳寿命差别不大。利用扫描电子显微镜对不同应变比作用的试样断口进行观测,初步分析裂纹萌生机理。     

热交变载荷下10%Cr耐热钢蠕变疲劳裂纹萌生特征

为调节新能源间歇式发电模式所带来的弊端,需要使用火力发电厂调峰稳定电网波动。调峰过程中机组频繁启停,加剧高温部件的疲劳蠕变损伤。通过分析现有寿命模型描述温度交变载荷下汽轮机转子钢性能的不足,提出预载荷实验方案。且以预载荷实验数据为基础,优化现有寿命预测模型。通过模拟交变温度下的临近工况实验,对比应力应变关系和疲劳蠕变寿命,对所优化的寿命模型进行了评估。     

基于疲劳寿命计的疲劳状态诊断方法研究

结构的疲劳状态诊断是指在疲劳载荷作用过程中，在结构丧失承载能力之前，对结构的损伤和承载性能的变化的检验和评估。利用自行研制的疲劳寿命计作为传感元件，对某结构进行了疲劳损伤状态的诊断的研究。研究结果表明，疲劳寿命计在疲劳载荷的作用过程中产生稳定的电阻变化，可以通过该电阻变化表示疲劳进程，并以此建立等幅加载和非等幅加载条件下的对应关系，诊断其疲劳状态。     

Thermomechanical Fatigue Behaviour of a Nickel Base Superalloy

The isothermal low cycle fatigue (LCF)and thermomechanical fatigue (TMF) behaviourof a Ni-base superalloy was investigated. Theresults show that temperature plays an importantrole in both LCF and TMF. The alloy shows thelowest LCF fatigue resistance in the intermediatetemperature range (～760℃). For strain-controlledTMF, in-phase (IP) cycling is more damagingthan out-phase (OP) cycling. The high tempera-ture exposure in the TMF cycling influencesthe deformation behaviour at the low temperature.LCF lives at different temperatures, and IPand OP TMF lives are successfully correlatedby using the hysteresis parameter Δσ·Δε_p.     

DZ125定向凝固高温合金在不同状态下的超高周疲劳行为研究

研究了常规热处理和长期时效状态的DZ125定向凝固高温合金在室温和700℃下的超高周疲劳特征及其差异。利用超声疲劳试验机测试了合金的超高周疲劳性能,采用扫描电镜研究了合金的疲劳断口特征,借助电子探针和纳米压痕测量仪分别测试了合金枝晶间和枝晶干的成分和弹性模量。结果表明:两种热处理制度下DZ125合金的枝晶间和枝晶干的弹性模量以及合金元素分配和偏析比差异不大;DZ125合金在700℃下的超高周疲劳性能低于室温,合金在室温下存在明显的频率效应,但在700℃下不存在频率效应;室温和700℃下,合金经过长期时效后的疲劳性能均有所降低,特别在700℃下合金性能降低得更多。室温下,DZ125合金的两种热处理制度的超高周疲劳裂纹均起源于试样的表面;700℃下,两种热处理制度的超高周疲劳裂纹均起源于试样的亚表面。     

蠕变/疲劳共同作用下寿命估算方法

通过载荷谱转换，将带保载时间的蠕变／疲劳循环用不带保载时间的纯疲劳循环代替，提出蠕变／疲劳共同作用时的寿命估算方法。对１２Ｃｒ１ＭｏＶ钢母材和焊材的蠕变／疲劳交互作用试验数据的分析结果表明，本方法方便、实用。提出一个表征蠕变／疲劳连续加载时交互作用行为的参数，蠕变／疲劳寿命比。分析认为，材料的蠕变疲劳交互作用行为与该比值的大小腾。材料在蠕变／疲劳共同作用下呈这是呈负交经作用，并非材料固有的特性，还取决于载荷条件。     

Damage Operator‐Based Lifetime Calculation Under Thermomechanical Fatigue and Creep for Application on Uginox F12T EN 1.4512 Exhaust Downpipes

Abstract:  The article focuses on the application of a recently developed damage operator‐based lifetime calculation to a thermomechanically loaded exhaust downpipe. The damage operator approach enabling online continuous damage calculations for isothermal and non‐isothermal loading with mean stress corrections is reviewed. The article also highlights an extension of the strain‐life approach to take into account viscoplastic effects and creep. The transient results from thermal and structural analyses using finite element analyses have been applied to the exhaust downpipe in LMS Virtual.Lab and the damage predicted. Tested exhaust downpipes were then subjected to the same loading conditions as in the calculation, and load cycles were repeated up to the point of failure. Simulated and test results are comparable.     

Energetical Theories on Fatigue Life Prediction

Current developments on fatigue life predictionmethods have been systematically reviewed.In con-sideration of the irreversibility of energy dissipationduring fatigue damage process,the main contentsfor fatigue damage estimation and localizedequivalence as well as simulation models have beenestablished.A frame of energy-based fatigue lifeprediction method has been proposed,meanwhile,the procedure in application to a practical structurecomponent has been described.