GH4133B改型高温合金成分蠕变疲劳寿

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GHB是在镍基高温合金GH的基础上添加适量的镁和锆微合金化而制成的一种改型高温合金.GHb消除了GH高温合金在摄氏度以上的缺口敏感性,提高了合金材料的断裂强度和塑性,提高了合金材料的使用寿命。因此,GHB合金被选用为制作航空发动机涡轮盘的合金材料。

化学成分

不同工作参数下的GHB合金试件的蠕变疲劳寿命

GHB合金试件的静态蠕变位移与疲劳周次试验曲线如图2

蠕变位移曲线由三个蠕变阶段组成,即初始蠕变阶段、稳态蠕变阶段和加速蠕变阶段。在初始蠕变阶段,蠕变速率随循环次数的增加而减小。在稳态蠕变阶段,蠕变速率几乎保持不变,由于蠕变疲劳交互作用,导致GHB合金材料在晶界位置处产生滑移和位错塞积,晶界滑移起到加速蠕变速率的作用,而位错塞积起到减缓蠕变速率的作用,这两种微观作用机制同时并存,相互竞争,宏观上表现为稳态蠕变阶段蠕变位移曲线上蠕变速率的波动现象。在加速蠕变阶段,蠕变位移随着疲劳周次的增加而显著增加,最终由于蠕变疲劳交互作用而导致断裂失效。

动态蠕变位移随疲劳周次的增加呈现出先减后增的趋势

应力比R=0.1最大应力max=MPa时的静态位移与动态蠕变位移试验曲线(图4)

结论

(1)蠕变疲劳交互作用加速GHB合金的蠕变变形和疲劳损伤,降低了合金的使用寿命。(2)在固定最大应力max=MPa条件下,当应力比为0.1时,蠕变疲劳交互作用对GHB合金疲劳寿命的影响最显著。(3)对于GHB合金,存在一个平均应力为兆帕的门槛值,当平均应力高于门槛值兆帕时,蠕变变形对蠕变疲劳损伤的影响较大,导致蠕变疲劳寿命显著降低。



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