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镍基单晶合金复杂应力状态低周疲劳寿命预测

根据损伤应变能释放率的定义表达式,将各向同性材料应力三轴性因子拓展到正交异性材料,定义了含有3个弹性常数的镍基单晶应力三轴性因子。用它修正Mises应变范围作为疲劳损伤参量,可以显著消除晶体取向和多轴载荷对疲劳寿命的影响。用损伤应变能释放率作为热力学广  (本文共6页) 阅读全文>>

《稀有金属材料与工程》2000年01期
稀有金属材料与工程

复杂应力状态下镍基单晶合金低周疲劳寿命预测模型

镍基单晶合金的低周疲劳(LCF)晶体取向相关性和其弹塑性的晶体取向相关性有密切关系,基于所建晶体取向各向异性弹塑性晶体滑移模型,本文推导了复杂应...  (本文共4页) 阅读全文>>

沈阳工业大学
沈阳工业大学

一种镍基单晶合金的蠕变行为及影响因素

本文分别设计和制备出4%W-6%Mo/无Ru、6%W-6%Mo/无Ru和6%W-6%Mo/2%Ru不同成分镍基单晶合金,通过蠕变性能测试、组织形貌观察及位错组态的衍衬分析,研究了单晶镍基合金的蠕变行为及影响因素,及各自合金在蠕变期间的变形与损伤机制。通过原子探针测定元素在?(14)??两相的浓度分布及测算不同合金中?(14)??两相的晶格常数和错配度,研究了Ru改善镍基单晶合金蠕变抗力的作用机理。结果表明,随抽拉速率提高,合金中一次/二次枝晶间距和成分偏析减小,蠕变抗力提高;随浇铸温度提高,合金的一次/二次枝晶间距减小,Al和Ta在枝晶间/干的偏析系数提高,W、Cr和Mo的偏析系数降低;选用抽拉速率和浇铸温度分别为0.08mm/s和1550℃,合金可获较好的蠕变抗力和寿命。不同成分铸态合金的(001)晶面均呈现典型的“+”枝晶花样,元素Ta和W分别偏析于枝晶间和枝晶干,分别为最大正、负偏析元素。元素Ru在枝晶干/间区域无明显偏析...  (本文共150页) 本文目录 | 阅读全文>>

上海交通大学
上海交通大学

镍基单晶合金的位错动力学计算与建模

位错动力学能够反映材料的力学性能与位错的增殖、湮灭、位错之间的相互作用及位错与溶质原子及沉淀相之间的相互作用之间的关系,因而得到越来越广泛的研究。镍基单晶合金的显微结构基本上由作为母相的γ相和沉淀析出相γ'相组成,其中,具有L12结构的立方体沉淀相规则且共格地镶嵌在FCC镍基基体相中,形成所谓的“马赛克”结构,这是镍基单晶高温合金最主要的结构特征。本文从介观尺度层面出发,运用二维离散位错动力学模拟镍基合金变形过程中位错与位错之间的交互作用及位错与沉淀相的交互作用,并通过位错的移动速度及位错的密度等参数得到镍基合金的应力应变曲线,分析材料强度与与各微观参数之间的关系。主要内容如下:针对镍基单晶合金进行了离散二维位错动力学建模,考虑了位错的受力、位错的运动、模拟区的周期性边界条件、位错与沉淀相的交互作用等。基于Microsoft Visual Studio平台,采用C语言,进行了二维离散位错动力学模型的程序设计,包括了模型中各种微观...  (本文共75页) 本文目录 | 阅读全文>>

大连理工大学
大连理工大学

表面处理状态对DD6镍基单晶合金氧化行为的影响

镍基单晶高温合金由于其良好的高温机械性能、抗氧化性及组织稳定性,在航空发动机、燃气轮机和核电领域得到了广泛的应用。在高温服役环境下,合金的氧化行为往往会导致表面强度下降并易成为疲劳裂纹萌生的位置。因此,研究合金的高温氧化行为,了解其氧化机制,对提高合金的综合性能具有重要意义。本文选用了我国自主研发的第二代镍基单晶高温合金DD6合金,分别探讨了表面处理状态和温度对合金高温氧化行为的影响。采用扫描电镜、X射线衍射仪和电子探针对不同阶段和状态下的合金进行了检测,分析了合金氧化机制。实验结果表明,不同的表面状态对合金的氧化行为产生了明显的影响:随着表面粗糙度的提高,氧化增重速率逐渐降低,抗氧化能力逐渐增强。1000目砂纸打磨及抛光试样氧化增重曲线出现了转折现象,转折点时间都为10小时,而180目及400目砂纸打磨试样则没有转折现象。180目及400目砂纸打磨试样氧化膜为单层的Al_2O_3,而1000目打磨及抛光试样氧化膜则呈现明显的分...  (本文共59页) 本文目录 | 阅读全文>>

江苏大学
江苏大学

第二代高性能镍基单晶高温合金的热处理优化及疲劳性能研究

镍基单晶高温合金由于其优异的高温综合性能,而被广泛地应用于制造航天发动机涡轮叶片等耐热部件,随着航空航天工业的迅猛发展,对涡轮叶片的性能要求不断提高,而我国镍基单晶高温合金的研究工作起步较晚,对单晶合金的热处理及各项性能的研究还不够完善,因此,研究及优化高性能镍基单晶合金的热处理工艺及疲劳断裂性能具有重大的科研和实际价值。通过研究一种第二代低铼镍基单晶合金的热处理工艺,并探讨热处理工艺对单晶合金硬度的影响,最后探讨单晶合金高周疲劳的断裂行为。其研究结果如下:通过差热分析得出合金的DSC曲线,确定单晶合金的热处理窗口(即固溶温度区间),为单晶合金设计多组热处理参数,分析固溶处理前后组织的变化及单晶合金性能(硬度)的变化,从而确定优化后的最佳方案。经过固溶处理后发现:均匀化处理和高温固溶处理几乎完全消除合金的共晶组织和成分偏析,使成分均匀,调整了枝晶臂的尺寸;高温固溶处理的温度影响溶解后又重新析出的γ'相的尺寸、数量和立方度形貌,随...  (本文共80页) 本文目录 | 阅读全文>>

江苏大学
江苏大学

新型低铼镍基单晶合金的热处理组织优化与高温性能研究

涡轮叶片作为航空发动机的关键部件,工作温度最高、应力最复杂和环境最恶劣,这要求其材料具有优秀的微观组织和卓越的综合性能。镍基单晶高温合金因其独特的微观组织和优异的高温性能,在航空发动机和燃气轮机涡轮叶片上得到了广泛的应用。根据国家对航空发动机用镍基单晶合金材料的迫切需求,本课题以新研制的低铼镍基高温合金(DD9-X)为研究对象,研究热处理工艺对其组织的影响规律并进行了优化,探索了该单晶合金的组织稳定性和再结晶行为,研究了单晶合金的高温拉伸和高温蠕变性能,分析了单晶组织与高温力学性能之间的作用机制。主要获得的研究结果如下:新型低铼镍基单晶合金热处理工艺优化研究表明:经过1285℃/1h+1300℃/2h+1310℃/2h+1320℃/2h+1330℃/12h,AC的固溶处理可有效析出弥散细小分布的γ’相,尺寸约为0.30μm,基本消除共晶相和降低成分偏析。不同时效处理主要影响单晶合金γ’相形貌尺寸,随着高温时效温度的升高(1000...  (本文共85页) 本文目录 | 阅读全文>>