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高温对精密合金材料疲劳裂纹扩展的影响

弯曲晶界组织对持久和蠕变性能也有明显影响,延长持久时间,增加蠕变抗力,改善蠕变塑性。精密合金材料在940℃,215MPa条件下的持久时间,对于标准热处理为65小时,对于弯晶热处理达116.5小时,持久时间约提高1倍。精密合金材料弯曲晶界和平直晶界试样在850℃,550MPa条件的蠕变曲线。蠕变速率与时间的关系曲线。可见,与标准热处理比较,等温弯晶处理增加蠕变断裂时间,蠕变断裂平均寿命提高22%~26%,断裂塑性也有提高。蠕变速率降低约1倍。因此,弯晶热处理可使蠕变强度和塑性同时增加。标准热处理和等温弯晶热处理蠕变速率与时间的关系曲线。

电热合金


精密合金材料弯曲晶界对疲劳裂纹扩展速率的影响取决于试验频率,频率高,影响不大,频率低,明显降低疲劳裂纹扩展速率。精密合金材料弯曲晶界对精密合金材料疲劳裂纹扩展速率的影响非常大。可以通过试验采用标准紧凑拉伸试样,厚度B=12mm,宽度w=32mm,预制疲劳裂纹长度a0=12mm。试验在闭环液压伺服疲劳试验机上进行,采用三段电阻丝对开炉加热,试验温度850℃3℃;R(Pmin/Pmax)=0.25;波形为三角波;试验频率分别为4.2Hz、1Hz和0.1Hz。裂纹测量方法,采用氧化着色沟线法。

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精密合金材料疲劳裂纹扩展可以看出,弯曲晶界对疲劳裂纹扩展的影响与试验频率有关。当频率为4.2Hz时,没有影响。当频率低于1Hz时,弯曲晶界抗疲劳裂纹扩展性能优于标准热处理的直晶组织。精密合金材料断口金相观察表明,频率为4.2Hz时,弯曲晶界和平直晶界试样中,疲劳裂纹均呈穿晶断裂特征。当频率为1Hz时,两者疲劳裂纹属穿晶-沿晶混合裂纹。当频率为0.1Hz时,两者均为沿晶裂纹。所以,凡是引起精密合金材料沿晶断裂的疲劳裂纹扩展试验的频率,弯曲晶界均显示其优越性。


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