含孔薄板孔边疲劳裂纹的萌生和扩展

摘要

测试了Ni基高温合金GH4169含孔薄板试件不同应力幅下的低周疲劳寿命,给出了孔边最大应力幅相同时,应力集中因子改变对试件疲劳寿命的影响.结合断口SEM分析,探讨了应力集中条件下,疲劳短裂纹的萌生和扩展方式.试验结果表明,疲劳裂纹以滑移方式在孔壁与试样表面相交的棱上萌生;萌生期依赖于孔边应力幅的大小,与孔径无关.但疲劳裂纹扩展速率与孔边局部区域的应力分布有关.在孔边应力幅相同的情况下,孔边应力集中因子较大的试样裂纹扩展速率大,疲劳寿命分布带略低于孔边应力集中因子较小的试样.短裂纹阶段,疲劳裂纹以角裂纹的形式向内扩展;长裂纹阶段,疲劳裂纹以穿透裂纹的形式进行扩展.稳定扩展阶段疲劳裂纹以穿晶的韧性撕裂方式发展,但在靠近失稳扩展区域疲劳裂纹呈准解理断裂方式扩展.试验未观察到疲劳短裂纹群的连接与合并现象.