高溫對精密合金材料疲勞裂紋擴展的影響

2021-11-03 09:02:07 25

彎曲晶界組織對持久和蠕變性能也有明顯影響,延長持久時間,增加蠕變抗力,改善蠕變塑性。精密合金材料在940℃,215MPa條件下的持久時間,對于標準熱處理為65小時,對于彎晶熱處理達116.5小時,持久時間約提高1倍。精密合金材料彎曲晶界和平直晶界試樣在850℃,550MPa條件的蠕變曲線。蠕變速率與時間的關系曲線??梢?,與標準熱處理比較,等溫彎晶處理增加蠕變斷裂時間,蠕變斷裂平均壽命提高22%~26%,斷裂塑性也有提高。蠕變速率降低約1倍。因此,彎晶熱處理可使蠕變強度和塑性同時增加。標準熱處理和等溫彎晶熱處理蠕變速率與時間的關系曲線。

精密合金材料彎曲晶界對疲勞裂紋擴展速率的影響取決于試驗頻率,頻率高,影響不大,頻率低,明顯降低疲勞裂紋擴展速率。精密合金材料彎曲晶界對精密合金材料疲勞裂紋擴展速率的影響非常大??梢酝ㄟ^試驗采用標準緊湊拉伸試樣,厚度B=12mm,寬度w=32mm,預制疲勞裂紋長度a0=12mm。試驗在閉環液壓伺服疲勞試驗機上進行,采用三段電阻絲對開爐加熱,試驗溫度850℃3℃;R(Pmin/Pmax)=0.25;波形為三角波;試驗頻率分別為4.2Hz、1Hz和0.1Hz。裂紋測量方法,采用氧化著色溝線法。

精密合金材料疲勞裂紋擴展可以看出,彎曲晶界對疲勞裂紋擴展的影響與試驗頻率有關。當頻率為4.2Hz時,沒有影響。當頻率低于1Hz時,彎曲晶界抗疲勞裂紋擴展性能優于標準熱處理的直晶組織。精密合金材料斷口金相觀察表明,頻率為4.2Hz時,彎曲晶界和平直晶界試樣中,疲勞裂紋均呈穿晶斷裂特征。當頻率為1Hz時,兩者疲勞裂紋屬穿晶-沿晶混合裂紋。當頻率為0.1Hz時,兩者均為沿晶裂紋。所以,凡是引起精密合金材料沿晶斷裂的疲勞裂紋擴展試驗的頻率,彎曲晶界均顯示其優越性。


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