航空发动机涡轮盘用GH4133B合金疲劳损伤与断口分析

摘要

疲劳是导致工程结构或构件断裂的主要原因。针对某型航空发动机涡轮盘用GH4133B合金,对其疲劳损伤和断裂机理进行研究。测量GH4133B合金的疲劳极限,并考察电阻变化与疲劳周次之间的关系。对试验数据进行回归与概率统计分析,获取理论疲劳极限与P-S-N关系表达式,推导电阻变化率表征的损伤演化方程。结果表明,GH4133B的理论与实测疲劳极限吻合较好,修正Chaboche损伤模型能较精确预测GH4133B的疲劳损伤。应用扫描电子显微镜对疲劳断口进行微观分析。由断口形貌分析可知,GH4133B疲劳源区呈混合断裂模式,断面上出现二次裂纹。扩展区呈现出典型的疲劳条带,且在较低应力幅值下可观察到脆性疲劳条带。瞬断区呈准脆性断裂模式,且韧窝的尺寸和数量随应力幅值的增加而减小。