某盤用鎳基合金高溫裂紋擴(kuò)展行為與模型研究.pdf

1、輪盤作為航空發(fā)動(dòng)機(jī)的斷裂關(guān)鍵件，不僅需要進(jìn)行疲勞壽命設(shè)計(jì)，還需要進(jìn)行損傷容限設(shè)計(jì)。渦輪盤工作溫度高，影響其疲勞裂紋擴(kuò)展行為的因素較多，裂紋擴(kuò)展規(guī)律較為復(fù)雜。準(zhǔn)確的高溫裂紋擴(kuò)展模型是渦輪盤損傷容限設(shè)計(jì)需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題之一。本文針對(duì)盤用鎳基合金GH742，開(kāi)展其高溫裂紋擴(kuò)展行為與模型研究，建立并驗(yàn)證了適用于該材料的高溫裂紋擴(kuò)展模型，初步研究了高溫裂紋擴(kuò)展壽命預(yù)測(cè)方法。主要工作與結(jié)論如下：
　?。?）對(duì)國(guó)內(nèi)外鎳基合金高溫裂紋擴(kuò)展行為與

2、模型的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了文獻(xiàn)綜述。
　?。?）開(kāi)展了GH742在650℃下的疲勞、蠕變、蠕變疲勞以及簡(jiǎn)單譜載荷下的裂紋擴(kuò)展試驗(yàn)，對(duì)其高溫裂紋擴(kuò)展斷口形貌進(jìn)行了顯微觀察。結(jié)果表明：高溫疲勞載荷下，GH742以穿晶斷裂為主，存在小范圍沿晶斷裂。高溫持續(xù)載荷下，試樣越厚，裂紋擴(kuò)展率越大，裂紋擴(kuò)展均為沿晶斷裂。在等幅高溫蠕變疲勞載荷下，裂紋擴(kuò)展率隨著保持時(shí)間的增加而增加，同時(shí)存在穿晶和沿晶斷裂。
　?。?）基于疊加原理建立了GH742合

3、金的高溫蠕變疲勞裂紋擴(kuò)展模型。結(jié)果表明：簡(jiǎn)單的疊加疲勞與蠕變裂紋擴(kuò)展模型不能準(zhǔn)確地描述其蠕變疲勞裂紋擴(kuò)展率，Saxena疊加模型可較好地描述試驗(yàn)結(jié)果。
　?。?）研究了裂紋擴(kuò)展增量積分方法對(duì)裂紋擴(kuò)展壽命預(yù)測(cè)結(jié)果的影響。結(jié)果表明：計(jì)算循環(huán)裂紋擴(kuò)展增量時(shí)，可不考慮循環(huán)內(nèi)裂紋長(zhǎng)度變化對(duì)應(yīng)力強(qiáng)度因子的影響。
　?。?）基于疊加原理建立的裂紋擴(kuò)展模型可以較好地預(yù)測(cè)GH742在高溫譜載荷條件下的裂紋擴(kuò)展率。GH742標(biāo)準(zhǔn)CT試樣在高溫譜