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冷坩埚定向凝固Ti-47Al-2Cr-2Nb合金的拉伸与高周疲劳性能研究

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金属学报 2015年第5期51卷 569-579页

作者：丁宏升尚子博王永喆陈瑞润郭景杰傅恒志哈尔滨工业大学材料科学与工程学院金属精密热加工国家级重点实验室哈尔滨150001

采用冷坩埚定向凝固技术制备了定向柱状晶的Ti-47Al-2Cr-2Nb合金铸锭,在改变抽拉速率的情况下,所获得的铸锭具有不同片层间距的全片层组织.通过拉伸性能实验,测得其室温极限抗拉强度最高达到652 MPa,伸长率最大达到1.5%,而高温极限抗拉... 详细信息

采用冷坩埚定向凝固技术制备了定向柱状晶的Ti-47Al-2Cr-2Nb合金铸锭,在改变抽拉速率的情况下,所获得的铸锭具有不同片层间距的全片层组织.通过拉伸性能实验,测得其室温极限抗拉强度最高达到652 MPa,伸长率最大达到1.5%,而高温极限抗拉强度最高达到490 MPa,伸长率最大达到5.0%.通过高周疲劳性能实验,绘制了抽拉速率分别为1.0和1.2 mm/min时定向凝固合金的应力-循环次数(S-N)曲线以及应力比R为0.1时的疲劳极限值.对比断口形貌分析表明,室温时试样拉伸断裂方式为脆性断裂,而经高周疲劳实验后断裂方式为脆性解理断裂;高温时试样拉伸断裂方式则为大部分脆性断裂与少部分延性断裂并存.对高周疲劳试样断口的分析表明,疲劳裂纹在相界面和B2相附近萌生,据此基于塑性钝化理论分析了其裂纹扩展机制,并绘制了高周疲劳裂纹扩展模式图.

关键词： Ti-47Al-2Cr-2Nb合金定向凝固冷坩埚拉伸性能高周疲劳

一种镍基单晶高温合金高周疲劳引起的γ’溶解行为

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稀有金属材料与工程 2020年第9期49卷 2925-2929页

作者：刘源王琳宁于金江孙晓峰中国科学院金属研究所辽宁沈阳110016 中国民航大学天津300300 天津职业技术师范大学天津300222

研究了一种镍基单晶高温合金SRR99在不同温度下的高周疲劳行为,试样采用[001]取向的单晶棒。结果表明,条件疲劳强度随着试验温度的升高先上升后降低,与高温拉伸强度表现出相同的变化规律。通过扫描电子显微镜和透射电子显微镜的观察发... 详细信息

研究了一种镍基单晶高温合金SRR99在不同温度下的高周疲劳行为,试样采用[001]取向的单晶棒。结果表明,条件疲劳强度随着试验温度的升高先上升后降低,与高温拉伸强度表现出相同的变化规律。通过扫描电子显微镜和透射电子显微镜的观察发现γ’相的形貌发生了显著变化,经过高温循环变形后γ’析出相发生了溶解。在交变应力的作用下,γ’与基体界面产生大量的位错,而位错的往复运动引起了γ’相的溶解。因此循环加载过程中伴随着γ’的不断溶解,共格界面的强化作用不断减弱。除此之外,通过裂纹扩展方向与试样轴向的夹角可以判断出疲劳裂纹的扩展主要沿着(111)晶面进行。根据扫描电镜和透射电镜的观察结果,对循环加载的微观组织演化机理进行了讨论。

关键词：溶解析出相高周疲劳单晶高温合金

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钛基复合材料的高周疲劳性能研究

稀有金属材料与工程 2002年第4期31卷 266-269页

作者：曾立英毛小南赵永庆周廉 Alain Vassel 西北有色金属研究院 ONERA Materials Systems and Composites DepartmentBP7292322 Chatillon CedexFrance

研究了TiC粒子增强的钛基复合材料的室温轴向高周疲劳性能。测试Kt=1的试样时采用的试验频率为76Hz,R=0.06和R=-1时,复合材料的室温疲劳强度分别为594MPa和494MPa。试验结果表明TiC粒子增强的钛基复合材料的室温高周疲劳性能与细晶组织... 详细信息

研究了TiC粒子增强的钛基复合材料的室温轴向高周疲劳性能。测试Kt=1的试样时采用的试验频率为76Hz,R=0.06和R=-1时,复合材料的室温疲劳强度分别为594MPa和494MPa。试验结果表明TiC粒子增强的钛基复合材料的室温高周疲劳性能与细晶组织的Ti-6Al-4V和IMI834的相当。复合材料内含有较细小的薄片状组织,这种组织为α+β相互相交错构成,这种细小的α+β相间的层状组织对于阻止疲劳裂纹的扩展和提高疲劳裂纹的扩展寿命有重要作用。退火后的复合材料疲劳裂纹扩展区规则且较宽广,从而也使复合材料具有较高的疲劳强度,疲劳裂纹扩展寿命延长。

关键词：高周疲劳钛基复合材料 TiC粒子增强

一种镍基单晶高温合金870℃高周疲劳变形微观结构研究（英文）

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稀有金属材料与工程 2018年第4期47卷 1054-1058页

作者：水丽徐运超胡壮麒沈阳理工大学辽宁沈阳110159 中国科学院金属研究所辽宁沈阳110016

研究了一种镍基单晶高温合金在870℃时的高周疲劳性能及其变形组织结构。结果表明:该合金的疲劳寿命随着应力水平的升高而减小,870℃时光滑试样的疲劳强度为443 MPa;利用透射电镜(TEM)观察疲劳循环试样的位错组态,发现在疲劳变形的初始... 详细信息

研究了一种镍基单晶高温合金在870℃时的高周疲劳性能及其变形组织结构。结果表明:该合金的疲劳寿命随着应力水平的升高而减小,870℃时光滑试样的疲劳强度为443 MPa;利用透射电镜(TEM)观察疲劳循环试样的位错组态,发现在疲劳变形的初始和中期阶段,位错组态主要为界面位错,位错在基体通道中{111}面运动,并交互反应形成三维位错网络结构。当应力水平提高到550 MPa以上时,在变形的末期,观察到高密度位错集中于位错滑移带及位错切入γ'相现象。在循环应力和高温叠加作用下,基体通道中诱发析出大量圆形细小二次γ'相。二次γ'相的析出有益于阻止基体位错的滑动,抑制位错切入γ'相,有利于提高合金的疲劳强度。

关键词：镍基单晶高温合金高周疲劳位错

显微组织均匀性对片层Ti-55531合金高周疲劳裂纹萌生的影响

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稀有金属材料与工程 2017年第3期46卷 663-668页

作者：黄朝文赵永庆辛社伟周伟李倩曾卫东西北工业大学凝固技术国家重点实验室陕西西安710072 西北有色金属研究院陕西西安710016

采用高周拉压疲劳试验,测试了片层Ti-55531合金的室温高周疲劳性能。利用TEM、SEM等分析检测方法,研究了近裂纹源区次生裂纹特征,以及显微组织均匀性对高周疲劳裂纹萌生的影响。结果发现:该片状Ti-55531合金室温高周疲劳强度σ_(-1)(1×... 详细信息

采用高周拉压疲劳试验,测试了片层Ti-55531合金的室温高周疲劳性能。利用TEM、SEM等分析检测方法,研究了近裂纹源区次生裂纹特征,以及显微组织均匀性对高周疲劳裂纹萌生的影响。结果发现:该片状Ti-55531合金室温高周疲劳强度σ_(-1)(1×10~7)可达639 MPa。合金显微组织中含少量晶界α和大量10~50μm大小的组织不均匀区,疲劳变形时,晶界α处开裂或组织不均匀区内次生αs断裂、α_s/β_r界面处开裂等萌生微裂纹,促进合金的疲劳失效。

关键词： Ti-55531钛合金组织均匀性高周疲劳裂纹萌生

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高周疲劳和低周疲劳统一的能量表征方法研究

材料工程 2007年第8期35卷 65-68,72页

作者：许超张国栋苏彬北京航空材料研究院北京100095

对高周疲劳和低周疲劳寿命预测模型进行了研究,提出了一种能够将高周疲劳和低周疲劳统一表征的能量形式参量。用统一的能量形式表征参量对高温合金GH141的760℃高周疲劳和低周疲劳数据进行处理,得到理想的能量-寿命方程。用1Cr11Ni2W2Mo... 详细信息

对高周疲劳和低周疲劳寿命预测模型进行了研究,提出了一种能够将高周疲劳和低周疲劳统一表征的能量形式参量。用统一的能量形式表征参量对高温合金GH141的760℃高周疲劳和低周疲劳数据进行处理,得到理想的能量-寿命方程。用1Cr11Ni2W2MoV钢500℃和粉末盘材料FGH95的600℃高温低周疲劳和高周疲劳数据对统一表征方法进行验证,验证结果表明,用能量形式的表征参量能够得到理想的能量-寿命方程。

关键词：高周疲劳低周疲劳寿命预测能量表征高温合金

DD98M镍基单晶高温合金900℃高周疲劳行为

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金属学报 2012年第2期48卷 170-175页

作者：韩国明张振兴李金国金涛孙晓峰胡壮麒中国科学院金属研究所沈阳110016 东北大学材料与冶金学院沈阳110819

研究了无Re第二代单晶高温合金DD98M在900℃时的高周疲劳性能.结果表明:该合金的疲劳寿命随着应力水平的升高而减小,且缺口降低了合金的疲劳强度和疲劳寿命,900℃时光滑和缺口试样的疲劳强度分别为574和360 MPa;利用扫描电镜(SEM)观察... 详细信息

研究了无Re第二代单晶高温合金DD98M在900℃时的高周疲劳性能.结果表明:该合金的疲劳寿命随着应力水平的升高而减小,且缺口降低了合金的疲劳强度和疲劳寿命,900℃时光滑和缺口试样的疲劳强度分别为574和360 MPa;利用扫描电镜(SEM)观察疲劳试样的断口形貌,发现缺口试样为多裂纹源断裂,裂纹主要萌生于缺口根部应力集中区域,而光滑试样为单一裂纹源断裂,裂纹源起始于试样表面、次表面疏松处或碳化物处;利用透射电镜(TEM)观察疲劳变形后的位错组态,发现光滑试样中主要以基体通道中的位错滑移为主,高应力水平下会出现位错对切割γ′相,而缺口高周疲劳在高应力下主要变形机制为不全位错切割γ′相形成层错.

关键词：单晶高温合金高周疲劳变形断裂微观组织

不同标印工艺对2A70铝合金的高周疲劳性能影响

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稀有金属材料与工程 2021年第5期50卷 1833-1839页

作者：周松胡馨月安金岚许良王磊沈阳航空航天大学机电工程学院辽宁沈阳110136 航空制造工艺数字化国防重点学科实验室辽宁沈阳110136

研究了2A70铝合金在激光标印、振动标印后的高周疲劳性能及断裂机理。结果表明,与母材相比,振动标印后2A70铝合金高周中值疲劳寿命下降了67%,而激光标印后下降了95%,仅是振动标印中值疲劳寿命的16%;与激光标印相比,振动标印附近的形貌... 详细信息

研究了2A70铝合金在激光标印、振动标印后的高周疲劳性能及断裂机理。结果表明,与母材相比,振动标印后2A70铝合金高周中值疲劳寿命下降了67%,而激光标印后下降了95%,仅是振动标印中值疲劳寿命的16%;与激光标印相比,振动标印附近的形貌更为平缓,应力集中程度更小,S’相尺寸更小,体积分数更高。Al9Fe Ni相尺寸更小,体积分数更高,裂纹萌生、扩展速率更低,疲劳寿命更长;应力集中的程度和析出相尺寸、体积分数的共同作用,导致振动标印下的2A70铝合金高周疲劳性能远远优于激光标印。

关键词：高周疲劳 2A70铝合金应力集中析出相

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复合细化超细晶工业纯钛高周疲劳性能

稀有金属材料与工程 2017年第7期46卷 1929-1934页

作者：罗雷赵西成杨西荣刘晓燕西安建筑科技大学陕西省冶金工程技术研究中心陕西西安710055

室温下,超细晶工业纯钛(UFG CP Ti)光滑试样在加载频率f=25 Hz、应力比R=–1的条件下进行高周应力疲劳测试,拟合超细晶工业纯钛应力幅σ_a与疲劳断裂循环周次Nf之间的关系曲线,并对疲劳断口形貌进行观察分析。结果表明:200℃退火60 min... 详细信息

室温下,超细晶工业纯钛(UFG CP Ti)光滑试样在加载频率f=25 Hz、应力比R=–1的条件下进行高周应力疲劳测试,拟合超细晶工业纯钛应力幅σ_a与疲劳断裂循环周次Nf之间的关系曲线,并对疲劳断口形貌进行观察分析。结果表明:200℃退火60 min超细晶工业纯钛的疲劳极限值σ-1为376.5 MPa,比未退火超细晶工业纯钛的疲劳极限值提高56.5 MPa。疲劳裂纹源萌生于超细晶工业纯钛的表面,200℃退火60 min超细晶工业纯钛的疲劳辉纹间距较小,疲劳裂纹不易扩展,室温疲劳性能优良。

关键词：复合细化工艺超细晶工业纯钛高周疲劳疲劳极限断口形貌