直接時效GH4169合金疲勞斷口分析研究

謝孝昌， 柴志剛， 李 權， 湯春峰， 趙振業

(1.北京航空材料研究院,北京100095；2.北京航空工程技術研究中心,北京100076)

直接時效GH4169合金疲勞斷口分析研究

謝孝昌1， 柴志剛2， 李 權2， 湯春峰1， 趙振業1

(1.北京航空材料研究院,北京100095；2.北京航空工程技術研究中心,北京100076)

采用掃描電鏡對直接時效(DA)GH4169合金在室溫和650℃下的光滑(Kt=1)和缺口(Kt=3、4)旋轉彎曲疲勞試樣斷口進行了研究。研究表明,DAGH4169合金室溫旋轉彎曲疲勞光滑(Kt=1)試樣斷口在大應力狀態下具有多源疲勞斷裂特征,在低應力狀態下則具有單源疲勞斷裂特征,且疲勞裂紋均起始于表面加工缺陷處。DAGH4169合金室溫旋轉彎曲疲勞缺口(Kt=3,4)試樣均起源于缺口根部的加工缺陷處,在實驗載荷下均呈現多源疲勞斷裂特征。DAGH4169合金650℃旋轉彎曲疲勞光滑(Kt=1)試樣斷口呈單源疲勞斷裂特征,起始于外表面加工缺陷處。DAGH4169合金650℃旋轉彎曲疲勞缺口(Kt=3,4)試樣均起源于缺口根部加工缺陷處,呈多源疲勞斷裂特征。所有觀察試樣隨疲勞載荷的逐漸降低,疲勞源區逐漸平滑,疲勞擴展逐漸充分,瞬斷區面積逐漸減小,瞬斷區的偏心距離逐漸增大。

DAGH4169；疲勞斷口；疲勞源；疲勞擴展

研究疲勞斷口的形貌,以及對疲勞斷口進行微觀分析是認識疲勞過程和疲勞失效機制的重要方法,具有十分重要的工程意義,并得到了廣泛的重視。據統計,機械構件中疲勞失效占50% ～90%,航空構件中占80%以上,因此,在航空領域對疲勞失效斷口的分析研究尤為重視［1,2］。

GH4169合金是一種鎳基變形高溫合金,被廣泛用在渦輪盤、渦輪軸、壓氣機葉片等部件上,這些部件往往工作在高溫、高載荷等復雜環境下,在這種服役條件和環境下,材料的疲勞性能往往是直接影響其使用壽命的重要因素［3,4］。……