GH4169高温低周疲劳和蠕变疲劳交互行为研究

摘要

本文围绕镍基时效强化高温合金 GH4169开展了一系列高温650℃下的试验研究，主要包括高温静置氧化试验、高温低周疲劳试验和高温蠕变-疲劳交互试验。高温静置氧化试验旨在通过研究该合金在650℃不同暴露时间条件下表面微观组织演化情况，揭示其高温氧化行为；高温低周疲劳试验采用应变控制循环对称加载，研究该合金高温低周疲劳性能；高温蠕变-疲劳交互试验在低周疲劳试验的基础上，在应变峰值处引入不同保持时间以研究该合金高温蠕变与疲劳的交互行为。此外，借助扫描电子显微镜对低周疲劳和蠕变-疲劳交互试验试样表面和断口进行了观察，分析该合金疲劳断裂形式和裂纹扩展模式以揭示微观失效机制。
　　通过对试验结果分析整理可以得到以下结论：
　　(1) GH4169合金在高温650℃时表面会发生氧化，随着高温静置时间增长氧化水平升高，主要表现在金属间化合物的氧化、开裂和脱落；
　　(2)随着应变幅值增大，GH4169合金的高温低周疲劳寿命显著下降，除了较低应变幅0.3％该合金均呈现循环软化特性，且软化水平随应变幅值增大而增大；
　　(3)对于高温蠕变-疲劳交互试验，保持时间的引入进一步削减合金低周疲劳寿命，而随保持时间延长该影响出现了“饱和”效应，此外保持时间并未改变合金循环软化特性；
　　(4)低周疲劳断裂呈现脆性断裂特征，裂纹源均位于试样表面，二次裂纹和疲劳辉纹是主要的裂纹扩展模式；
　　(5)随着保持时间的增长，GH4169合金的断口形貌由单一起裂变为多点起裂，裂纹扩展由穿晶扩展向沿晶扩展过渡。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 航空发动机涡轮盘及其制造材料发展

1.3 GH4169合金概述

1.4 镍基高温合金低周疲劳和蠕变-疲劳行为研究现状

1.5 本文研究内容

第二章 试验设备与试样制备

2.1 宏观力学试验设备

2.2 微观分析设备

2.3 试样制备

第三章 高温低周疲劳和蠕变-疲劳交互行为研究

3.1 高温低周疲劳试验

3.2 蠕变-疲劳交互试验

3.3 结果讨论

3.4 本章总结

第四章 微观分析

4.1 金相组织观察

4.2 XRD分析

4.3 高温氧化试验

4.4 疲劳断口分析

第五章 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢