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GH3030鎳基高溫合金的低周疲勞試驗(yàn)
發(fā)布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司bt990.com.cn
更新時(shí)間：2014-12-11
GH3030合金是80Ni-20Cr固溶強(qiáng)化型高溫合金，在800℃以下具有良好的熱強(qiáng)性和塑性，并具有良好的抗氧化、熱疲勞、冷沖壓和焊接工藝性能。
GH3030合金是80Ni-20Cr固溶強(qiáng)化型高溫合金，在800℃以下具有良好的熱強(qiáng)性和塑性，并具有良好的抗氧化、熱疲勞、冷沖壓和焊接工藝性能。該合金經(jīng)固溶處理后為單相奧氏體，使用過程中組織穩(wěn)定，主要應(yīng)用于在800℃以下工作的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室部件，以及在1100℃以下要求抗氧化、承受很小載荷的其它高溫部件。
在實(shí)際服役條件下，航空發(fā)動(dòng)機(jī)中的熱端部件由于長(zhǎng)期承受高溫及復(fù)雜交變載荷的作用，容易產(chǎn)生高應(yīng)力（應(yīng)變）水平的低周疲勞損傷現(xiàn)象，因此高溫應(yīng)變疲勞所造成的損傷成為了影響此類構(gòu)件使用壽命的一個(gè)不容忽視的因素。目前，關(guān)于GH3030合金在軸向加載和非對(duì)稱疲勞載荷作用下疲勞性能差異的報(bào)道很少。因此，研究人員在600℃、不同應(yīng)變比（-1和0.1）下對(duì)該合金進(jìn)行了低周疲勞試驗(yàn)，研究了應(yīng)力-應(yīng)變滯后回線、循環(huán)應(yīng)力響應(yīng)行為、應(yīng)變壽命以及斷口形貌，有助于更加全面和深入地了解GH3030合金的高溫低周疲勞行為，以期為合金的實(shí)際應(yīng)用提供支持。
試驗(yàn)所用材料為高溫合金GH3030鍛件，熱處理制度為1000℃保溫125min，空冷。在EHF-EA10型液壓伺服疲勞試驗(yàn)機(jī)上，按GB/T?15428-2008《金屬材料軸向等幅低循環(huán)疲勞試驗(yàn)方法》進(jìn)行低周疲勞試驗(yàn)。采用軸向應(yīng)變控制，引伸計(jì)的標(biāo)距為12㎜，通過石英刀口與試樣接觸測(cè)試標(biāo)距內(nèi)的應(yīng)變，載荷波形為三角波，應(yīng)變比R為-1和0.1，應(yīng)變范圍為0.4%～1.44%，試驗(yàn)溫度為600℃，通過爐內(nèi)電阻絲輻射加熱試樣，由分布于標(biāo)距附近的熱電偶監(jiān)控溫度，溫度波動(dòng)控制在±2℃之內(nèi)。各試驗(yàn)均進(jìn)行至試樣斷裂為止。斷裂后的試樣經(jīng)超聲波清洗，用掃描電鏡觀察斷口形貌。試驗(yàn)結(jié)果如下：
（1）在應(yīng)變比為0.1和-1時(shí)，在高應(yīng)變水平下，GH3030合金的高溫低周疲勞表現(xiàn)出明顯的循環(huán)硬化現(xiàn)象；在低應(yīng)變水平下，則表現(xiàn)為先軟化后硬化的現(xiàn)象。
（2）在應(yīng)變比為0.1和-1時(shí)，其應(yīng)力-應(yīng)變滯后回線的形狀比較接近。只是應(yīng)變比為0.1的應(yīng)力-應(yīng)變滯后回線沿應(yīng)變軸發(fā)生了平移。
（3）在同一應(yīng)變水平下，合金在不同應(yīng)變比下的高溫低周疲勞壽命差別不是很明顯；應(yīng)變比為0.1時(shí)的應(yīng)力幅稍高于應(yīng)變比為-1時(shí)的。
（4）不同應(yīng)變比下的疲勞斷口裂紋擴(kuò)展區(qū)均可見輪胎花樣的特征。
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