GH4720合金涡轮盘榫槽模拟件疲劳性能研究

稀有金属材料与工程, 2014, 43(1): 42-46.

GH4720合金涡轮盘榫槽模拟件疲劳性能研究

张中奎 ^1, , 岳珠峰 ^2, , 温志勋 ^3, , 王佰智 ^4, , 刘大顺 ^5,

1.西北工业大学,陕西西安710129

2.西北工业大学,陕西西安710129

3.西北工业大学,陕西西安710129

4.西北工业大学,陕西西安710129

5.西北工业大学,陕西西安710129

基金项目: National Natural Science Foundation of China(50905143,51175424) Graduate Starting Seed Fund of Northwestern Polytechnical University(Z2012064)

关键词： GH4720合金 , 疲劳裂纹扩展寿命 , 榫槽 , 疲劳失效

Study on Fatigue Properties of Turbine Disk Groove Modeling Specimens of GH4720 Alloy

Zhang Zhongkui ^1, , Yue Zhufeng ^2, , Wen Zhixun ^3, , Wang Baizhi ^4, , Liu Dashun ^5,

1.西北工业大学,陕西西安710129

2.西北工业大学,陕西西安710129

3.西北工业大学,陕西西安710129

4.西北工业大学,陕西西安710129

5.西北工业大学,陕西西安710129

Keywords： GH4720 alloy , fatigue crack growth life , groove , fatigue failure

基于航空发动机涡轮盘榫槽结构特点及其工作状态,采用榫槽模拟件对GH4720合金的疲劳失效机理和裂纹扩展寿命进行了实验研究和理论分析.研究结果表明:GH4720合金榫槽模拟件的疲劳失效表现为3个阶段:(i)模拟涡轮盘榫槽处由于较高的应力集中而产生滑移,进而萌生裂纹;(ii)随着应力集中和循环载荷的持续,相邻晶粒间位错开动、发生滑移,裂纹在晶粒间传递;(iii)随着应力强度因子范围增大,剪应力和主应力交互作用、滑移系开动及位错在不同滑移系间的运动,裂纹快速扩展.在实验基础上建立了GH4720合金的疲劳裂纹扩展寿命模型,基于有限元分析的榫槽处的应力和裂纹扩展寿命模型得到的裂纹扩展寿命与实验结果相符,表明该裂纹扩展寿命模型可用于工程中预测涡轮盘的剩余寿命.

参考文献

[1]	Mercer C.;Shademan S.;Soboyejo WO. .An investigation of the micromechanisms of fatigue crack growth in structural gas turbine engine alloys[J].Journal of Materials Science,2003(2):291-305.
[2]	Joel J. Schubbe .Fatigue crack propagation in 7050-T7451 plate alloy[J].Engineering Fracture Mechanics,2009(8):1037-1048.

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