鎳基高溫合金微觀疲勞性能的實驗研究.pdf

1、本文主要利用顯微光測技術，對鎳基高溫耐熱合金GH4169應力集中區(qū)中微區(qū)的疲勞性能進行了實驗研究。具體而言，研究內(nèi)容分為以下四個方面： (1)結合新型的數(shù)碼顯微鏡和數(shù)字散斑相關方法，提出了一種測量多晶材料晶粒尺度面內(nèi)變形的實驗技術，并對該技術的測量誤差進行了分析。結果表明，該方法的測量精度能夠滿足晶粒尺度變形測量的要求。作為應用的實例，對鎳基合金GH4169試件進行了單向拉伸和疲勞實驗，得到了晶粒尺度下具有不均勻性的應變分布圖像

2、。 (2)利用掃描電子顯微鏡結合數(shù)字散斑相關方法，測量得到了GH4169試件在疲勞循壞過程中應力集中區(qū)晶粒尺度的疲勞殘余應變分布。結果表明，疲勞殘余應變具有累積的趨勢，并且在微觀尺度上的分布很不均勻，殘余應變梯度很大。殘余應變大小與晶界的位置也有著一定的關系。 (3)利用掃描電子顯微鏡結合數(shù)字散斑相關方法，研究了晶粒尺度下疲勞殘余應變與微裂紋萌生和擴展的關系。結果表明，微裂紋更可能萌生于微觀尺度下的大殘余應變區(qū)，并沿著大

3、殘余應變路徑擴展。 (4)利用數(shù)碼顯微鏡和掃描電鏡，觀測研究了室溫和高溫環(huán)境(450℃)下GH4169試件疲勞裂紋萌生與微裂紋擴展的機理，并測量了微裂紋的擴展速率。結果表明，微裂紋是以單裂紋的形式萌生并獨立擴展的；擴展形式以穿晶為主，但也有一部分沿晶界擴展；微裂紋擴展還存在著停頓和瞬態(tài)加速現(xiàn)象。認為停頓和瞬念加速的原因有可能是因為材料顯微組織中不同方向的晶界對微裂紋擴展具有的不同的阻礙作用，以及加工過程中出現(xiàn)的加工缺陷(例如劃痕