鎳基高溫合金微觀疲勞性能的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、本文主要利用顯微光測技術(shù)，對鎳基高溫耐熱合金GH4169應(yīng)力集中區(qū)中微區(qū)的疲勞性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。具體而言，研究內(nèi)容分為以下四個(gè)方面： (1)結(jié)合新型的數(shù)碼顯微鏡和數(shù)字散斑相關(guān)方法，提出了一種測量多晶材料晶粒尺度面內(nèi)變形的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，并對該技術(shù)的測量誤差進(jìn)行了分析。結(jié)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(yīng)用的實(shí)例，對鎳基合金GH4169試件進(jìn)行了單向拉伸和疲勞實(shí)驗(yàn)，得到了晶粒尺度下具有不均勻性的應(yīng)變分布圖像

2、。 (2)利用掃描電子顯微鏡結(jié)合數(shù)字散斑相關(guān)方法，測量得到了GH4169試件在疲勞循壞過程中應(yīng)力集中區(qū)晶粒尺度的疲勞殘余應(yīng)變分布。結(jié)果表明，疲勞殘余應(yīng)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(yīng)變梯度很大。殘余應(yīng)變大小與晶界的位置也有著一定的關(guān)系。 (3)利用掃描電子顯微鏡結(jié)合數(shù)字散斑相關(guān)方法，研究了晶粒尺度下疲勞殘余應(yīng)變與微裂紋萌生和擴(kuò)展的關(guān)系。結(jié)果表明，微裂紋更可能萌生于微觀尺度下的大殘余應(yīng)變區(qū)，并沿著大

3、殘余應(yīng)變路徑擴(kuò)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(kuò)展的機(jī)理，并測量了微裂紋的擴(kuò)展速率。結(jié)果表明，微裂紋是以單裂紋的形式萌生并獨(dú)立擴(kuò)展的；擴(kuò)展形式以穿晶為主，但也有一部分沿晶界擴(kuò)展；微裂紋擴(kuò)展還存在著停頓和瞬態(tài)加速現(xiàn)象。認(rèn)為停頓和瞬念加速的原因有可能是因?yàn)椴牧巷@微組織中不同方向的晶界對微裂紋擴(kuò)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