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TC4-DT损伤容限型钛合金疲劳裂纹扩展特性的研究

朱知寿 , 马少俊 , 王新南 , 童路 , , 赵永庆 , 曲恒磊

钛工业进展 doi:10.3969/j.issn.1009-9964.2005.06.003

研究了典型的损伤容限型钛合金Ti-6A1-4V ELI(TC4-DT)的断裂韧度KIC、疲劳裂纹扩展速率da/dN以及疲劳门槛值△Kth等损伤容限性能与微观组织的关系,讨论了不同应力比(R值)条件下片状组织与双态组织的疲劳裂纹扩展特性,并与Ti-6A1-4V(TC4)钛合金进行了比较分析.研究结果为高损伤容限型钛合金的微观组织设计和探讨微观组织对损伤容限性能的影响机理奠定了基础.

关键词: 损伤容限 , 断裂韧度 , 疲劳裂纹扩展速率 , 微观组织

试验参数对高强钢疲劳小裂纹门槛值测试的影响

王利发 , 刘建中 , 丁传富 , , 胡本润

航空材料学报 doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2002.02.002

针对9310钢研究了试验参数对疲劳小裂纹门槛值测试结果的影响.结果表明,对于9310高强钢采用恒Kmax/升Kmin方法进行小裂纹门槛值试验时,规范化的应力强度因子梯度CK和Δα值的选取对门槛值的影响很小.当Kmax在线弹性范围内选取时,由于裂尖过程区的断裂机制未发生变化,Kmax的选取对门槛值测试结果也基本没有影响.

关键词: 高强钢 , 疲劳小裂纹 , 门槛值测试

TC21钛合金的微观组织对力学性能的影响

马少俊 , , 刘建中 , 王利发

航空材料学报 doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2006.05.006

研究了两相钛合金TC21关于两种不同微观组织(片状组织和网篮组织)的拉伸性能、断裂韧性和疲劳裂纹扩展性能.结果显示:片状组织相比网篮组织有相近的拉伸强度,但塑性较差;两者的韧性相差不大,但增韧机理不同;网篮组织在中低速扩展区的扩展速率和片状组织几乎相同,但在较高速扩展区显示略低的扩展速率;加载方向对两种组织的疲劳裂纹扩展速率基本无影响;和其他钛合金类似,TC21在Paris区存在转折.

关键词: TC21钛合金 , 片状组织 , 网篮组织 , 拉伸性能 , 断裂韧性 , 疲劳裂纹扩展

基于小裂纹理论的GH4169高温合金的疲劳全寿命预测

张丽 ,

航空材料学报 doi:10.11868/j.issn.1005-5053.2014.6.010

将基于小裂纹理论的疲劳全寿命预测方法应用于恒幅载荷作用下的高温合金GH4169材料的全寿命预测.采用单边缺口试样研究了该合金在室温下应力比为0.1和0.5的自然萌生的小裂纹的起始和扩展行为,结果表明疲劳小裂纹均起始于试样表面夹杂,并且小裂纹扩展寿命占疲劳全寿命的大部分比例.在裂纹扩展速率da/dN低于10-5mm/cycle的区域,表现出明显的小裂纹效应.基于小裂纹和长裂纹的扩展数据,利用Newman裂纹闭合模型,获得了裂纹扩展的da/dN-AKeff基线数据.对高周疲劳试样的断口形貌进行观察,得到以材料夹杂尺寸作为初始裂纹尺寸的值ai.根据初始裂纹尺寸和裂纹扩展的基线数据,利用FASTRAN软件,对GH4169合金的疲劳全寿命进行预测,并用高周疲劳试验S-N数据对预测结果进行评价,预测与试验结果能够很好地吻合.

关键词: GH4169高温合金 , 小裂纹效应 , 小裂纹理论 , 裂纹闭合模型 , 寿命预测

氩弧焊接接头疲劳寿命预测

胡本润 , 陈勃 , 王利发 , 刘建中 , , 范金娟

航空材料学报 doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2005.03.007

对TA15钛合金板材进行氩弧焊对接焊后,加工成光滑疲劳试件进行R=0.5,0.06的高周疲劳S-N曲线测试.试验后对试样断口进行扫描电镜(SEM)分析发现,疲劳源大多位于焊接区域的气孔或夹杂等焊接缺陷处.以焊接处微观结构缺陷尺寸作为初始裂纹尺寸,采用基于裂纹闭合的全寿命预测模型,以焊接区域不同位置的长裂纹扩展速率曲线作为基线,利用J.C.Newman的FASTRAN II软件对焊接接头试件的疲劳寿命进行预测,发现采用焊缝边缘处的长裂纹扩展曲线预测结果与试验结果吻合较好.

关键词: 疲劳 , 寿命预测 , 氩弧焊接

第二相对Ti-25V-15Cr-2Al-0.2C-x(x=0,2%Mo,2%Nb,0.2%Si)合金拉伸断裂行为的影响

雷力明 , 黄旭 , , 曹春晓 ,

稀有金属 doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2004.01.012

研究了第二相对Ti-25V-15Cr-2Al-0.2C-x (x=0, 2% Mo, 2% Nb, 0.2% Si)阻燃β钛合金拉伸断裂行为的影响. 结果表明, β晶界上析出的α相增加了合金发生沿晶断裂的趋势, 特别是热暴露后形成的连续晶界α膜是导致合金脆性沿晶断裂的主要原因. 虽然粗大的碳化物颗粒是合金中的裂纹源之一, 但细小、弥散分布的碳化物却能显著降低合金发生脆性沿晶断裂的趋势, 其原因是细化了β晶粒和有效抑制了晶界α沉淀的析出.

关键词: 金属材料 , 阻燃钛合金 , 微观组织 , 第二相 , 拉伸断裂行为

EB-PVD 热障涂层TGO中氧化物混合区的形成及其影响

徐前岗 , 唐建新 , 陆峰 ,

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2004.07.003

研究了电子束物理气相沉积热障涂层在1150~30℃之间的循环氧化行为;分析了TGO中YSZ-Al2O3混合区的形成过程及其对TGO的生长与TBCs失效的影响.TGO的向外生长和TBC沉积时形成的YSZ细晶区是形成YSZ-Al2O3混合区的两个重要条件.YSZ-Al2O3混合区对TBCs失效的影响表现在加速TGO的生长和裂纹易在该混合区形成两方面.

关键词: 电子束物理气相沉积 , 热障涂层 , 热生长氧化物

EB-PVD热障涂层等温氧化过程中的界面韧性变化

徐前岗 , 唐建新 , 王宁 , 陆峰 ,

航空材料学报 doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2004.02.010

用压入法测试了电子束物理气相沉积热障涂层在1100℃等温氧化过程中的界面韧性,该热障涂层体系的界面韧性(Гi)在38~45J/m2之间.在等温暴露过程中,界面韧性Гi变化较小;但由于TGO增厚引起涂层的弹性应变能(G0)快速增长,使得归一化的界面韧性(Гi/G0)随暴露时间而急剧降低,逐渐趋于1.结果表明,粘结层的热生长氧化物(TGO) 的增厚是热障涂层失效的一个重要原因.

关键词: 热障涂层 , 界面韧性 , 等温氧化

不同取向镍基单晶高温合金在980℃下的低周循环变形行为

李影 , , 于慧臣 , 苏彬 , 张明

机械工程材料

在980℃温度下,对不同取向镍基单晶高温合金DD6在不同低周疲劳条件下的循环变形行为进行了研究.结果表明:[001]取向的合金在高总应变幅下表现出循环硬化特征,在低总应变幅下表现为基本循环稳定;[011]和[001]取向合金具有大致相同的特征.应变速率会对合金的循环硬化曲线产生影响,在低应变速率的条件下,硬化曲线整体上是向下移动,循环应力峰值下降;施加的总应变幅越大,循环应力下降越明显;高应变速率使得两种取向合金在相同的总应变幅下硬化曲线的初始硬化速率上升,这种现象对于[111]取向的尤为明显.

关键词: 镍基单晶高温合金 , 循环变形 , 应变速率

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