基于深度敏感壓痕技術(shù)研究鎳基超合金疲勞細(xì)觀力學(xué)性能.pdf

1、疲勞壽命預(yù)測技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展要求對材料疲勞力學(xué)行為與損傷研究進(jìn)入微細(xì)觀層次。本文圍繞深度敏感壓痕(depth-sensing indentation，DSI)技術(shù)，總結(jié)了一套測試和計算材料細(xì)觀力學(xué)性能的方法，并通過該方法研究了高溫低周疲勞鎳基超合金(GH4145/SQ)的細(xì)觀力學(xué)性能變化特征。
　　 首先，本文通過對鎳基超合金原始材料的壓入試驗，確定出DSI技術(shù)的具體試驗條件，并分析了該條件下材料力學(xué)性能的尺寸效應(yīng)。結(jié)果表明：當(dāng)

2、壓入載荷為500mN、峰值保持時間為15s和測試樣本數(shù)為17時，可保證無損測得材料的細(xì)觀力學(xué)性能，且尺寸效應(yīng)可忽略不計，壓痕硬度服從正態(tài)概率分布。
　　 依據(jù)壓入試驗獲得的載荷-深度(F-h)曲線，對基于DSI技術(shù)計算材料細(xì)觀力學(xué)性能的5種代表性方法進(jìn)行了計算分析，并通過與宏觀拉伸試驗結(jié)果相比較，確定出一種與宏觀力學(xué)數(shù)據(jù)較為一致的方法-“基于最大壓入深度的M.DAO法”，作為本文鎳基超合金高溫低周疲勞細(xì)觀力學(xué)性能的計算方法。

3、r>　　 應(yīng)用DSI技術(shù)研究了鎳基超合金高溫低周疲勞壓痕參數(shù)(最大壓入深度、殘余深度、塑性功和彈性功)與細(xì)觀力學(xué)性能(硬度、屈服應(yīng)力、彈性模量和應(yīng)變硬化指數(shù))的統(tǒng)計變化特征，并和宏觀循環(huán)應(yīng)力響應(yīng)曲線進(jìn)行了比較；采用金相顯微術(shù)測量了不同疲勞階段材料的細(xì)觀結(jié)構(gòu)(滑移帶間距)。結(jié)果表明：在整個疲勞過程中，材料的硬度、屈服應(yīng)力、彈性模量和應(yīng)變硬化指數(shù)等細(xì)觀力學(xué)性能均服從正態(tài)概率分布。當(dāng)應(yīng)變幅恒定時，硬度和屈服應(yīng)力隨循環(huán)周次增加增大，而彈性模量