王佰智
,
温志勋
,
刘大顺
,
岳珠峰
稀有金属材料与工程
对Ni3Al(y,)沉淀相尺寸对镍基单晶高温合金拉伸性能的影响进行了研究.对镍基单晶高温合金而言,材料的屈服来源于位错以Orowan机制绕过沉淀相,而Orowan应力与沉淀相间距有关.根据这一机理,基于晶体塑性理论,引入一个本构方程以表征沉淀相尺寸对镍基单晶高温合金屈服强度的影响.采用该本构模型,分别计算了在[001]以及[111]2个取向下,含有尺寸为0.2～2.5 μm沉淀相的镍基单晶高温合金屈服强度,并与试验结果进行了对比验证.结果表明,该模型可以准确表征镍基单晶高温合金沉淀相的尺度效应.
关键词:
镍基单晶高温合金
,
本构模型
,
Orowan应力
,
晶体塑性
,
尺度效应
刘大顺
,
王佰智
,
韩建锋
,
温志勋
,
岳珠峰
稀有金属材料与工程
研究了[001]取向的冷却叶片模拟试样的拉伸性能与断口.分别从温度、薄壁厚度以及气膜孔3个方面分析对其力学性能的影响.结果表明:薄壁圆管试样在过峰值温度后,抗拉强度与屈服强度随温度上升而降低,延伸率与截面收缩率则不断递增；2mm比1.5 mm薄壁试样的抗拉强度、屈服强度、延伸率及截面收缩率都要大:带气膜孔试样存在应力应变集中,导致其抗拉强度与屈服强度,延伸率与截面收缩率都要比不带气膜孔试样的低.对试样断口进行SEM分析,结果表明在中温和高温条件下,断口呈现不同的断裂特点,850℃的试样断面由光滑斜平面组成,而980℃的断口则以韧窝断裂为主.
关键词:
单晶高温合金
,
拉伸性能
,
冷却叶片
,
模拟试样
徐涛
,
高行山
,
温志勋
,
岳珠峰
稀有金属材料与工程
在晶体塑性理论的基础上,提出了一种适用于镍基单晶高温合金热机械疲劳的本构模型,并采用该模型对单晶材料不同晶体取向的热机械疲劳力学响应进行有限元模拟.结果表明,该本构模型可以较好地模拟镍基单晶合金的热机械疲劳行为.对于同相位热机械疲劳,压缩应力幅大于拉伸应力幅,循环平均应力小于零;对于反相位热机械疲劳,拉伸应力幅大于压缩应力幅,循环平均应力大于零.随着循环次数的增加,材料呈现出在高温半周为初始软化,低温半周为初始硬化的特征.晶体取向对于材料的热机械疲劳性能具有显著的影响.
关键词:
镍基单晶
,
晶体塑性
,
热机械疲劳
,
本构模型
张冬旭
,
刘大顺
,
朱西平
,
温志勋
,
岳珠峰
,
陆波
机械工程材料
通过扫描电镜、高温拉伸试验机和高温蠕变试验机等对GH3230高温合金钨极氩弧焊接接头的显微组织和高温性能进行了研究.结果表明:焊缝组织主要由平衡凝固γ-FeCrNiC镍基固溶体、少量的颗粒状γ'-Ni3Al和MC碳化物组成,呈等轴树枝状;热影响区的组织与母材的相当,但晶粒更粗大;焊接接头具有良好的高温性能,其在927℃下的高温抗拉强度为244 MPa,与母材的相当,在927℃和62 MPa下的高温蠕变寿命为38.82 h,高于母材的;高温拉伸和高温蠕变试验后的接头断口形貌与母材的基本一致,分别为韧窝型和沿晶断裂.
关键词:
GH3230高温合金
,
氩弧焊
,
高温蠕变
刘浩
,
王心美
,
刘大顺
,
温志勋
,
岳珠峰
稀有金属材料与工程
针对GH3536镍基高温合金无应力集中和带典型应力集中圆棒试样在160,200,240 MPa应力条件下的高温(750℃)蠕变性能进行了试验和有限元分析,研究了缺口的存在对材料蠕变性能的影响.采用扫描电镜分析了试样断口的形貌,确定了材料的断裂机制.结果表明:缺口的存在对GH3536镍基高温合金试件的蠕变性能影响较大,其降低了试件的最大蠕变应变及在蠕变各个阶段的蠕变速率.缺口对试件的蠕变寿命存在硬化作用,缺口根部轴向应力的再分配和松弛可简单认为是导致缺口对该合金蠕变寿命起硬化作用的影响因素.断口形貌分析表明由于缺口的存在,2种试件的表面形貌虽有不同,但蠕变断裂机理都是由微孔洞不断增大与聚集引起的.
关键词:
GH3536
,
镍基高温合金
,
蠕变
,
缺口
毛焕泽
,
温志勋
,
王佰智
,
岳珠峰
稀有金属材料与工程
利用考虑潜在硬化和晶格转动效应的率相关晶体滑移有限元程序,采用镍基单晶双切口模型,针对不同切口取向,分析了叶片随机取向对切口附近区域应力应变分布特性和滑移系激活规律的影响.结果表明:不同取向单晶切口附近的滑移系开动存在显著差异,开动的滑移系随载荷增大而增多,在切口不同部位,激活的滑移系也不同.切口取向平行于[(3)10]晶向时,在切口10°和170°处,滑移系成对发生开动.在取向偏角β=45°附近,最大分切应力达到极大值,在0°和90°时,为多滑移开动情形.在切口厚度方向上,最大分切应力在中心部位分布均匀,在临近外表面处存在明显的梯度波动,可知滑移(裂纹启裂)事实上在中面开始,然后延伸至表面上.
关键词:
滑移系
,
切口
,
晶体随机取向
,
分切应力
王安强
,
温志勋
,
侯金保
,
岳珠峰
材料科学与工艺
doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2006.02.004
为研究镍基单晶合金的高温焊接性能,通过三点弯曲试验和扫描电镜对单晶体焊接件和单晶体试件在高温下的破坏机理进行了研究,并从晶体滑移理论出发,采用有限元方法对两种不同试样在相同载荷下的Mises应力分布和最大分切应力进行了数值分析.研究结果表明:对于采用TLP焊接连接的单晶焊接件,试样的破坏形式主要表现为脆性断裂,试样的抗弯强度明显低于单晶体试样;对于焊接连接的单晶体结构,由于焊缝处材料性质的差异,在焊缝附近出现明显的应力不连续性,对晶体界面附近的最大分切应力产生明显影响,引起界面附近分切应力分布梯度的显著增加,使试样的破坏特性发生改变,引起试样的脆性破坏,降低了试样的抗弯曲强度.
关键词:
单晶
,
焊缝
,
分切应力
,
三点弯曲试样
,
扫描电镜
张中奎
,
岳珠峰
,
温志勋
,
王佰智
,
刘大顺
稀有金属材料与工程
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.
关键词:
GH4720合金
,
疲劳裂纹扩展寿命
,
榫槽
,
疲劳失效
温志勋
,
裴海清
,
王少飞
,
李振威
,
岳珠峰
稀有金属材料与工程
利用微观分析方法研究了第二代镍基单晶合金DD6标准热处理和980℃/1050℃/1200℃/长期时效对咖'形态演化和拉伸性能的影响.结果显示:镍基单晶合金DD6在较高温度时效处理后会发生形态不稳定,1050℃/时效800h后γ'强化相逐渐连接成筏;1200℃时效100 h后,γ/γ'微结构的立方度明显下降并逐渐向球形边界转化,并伴有少量细小基体相嵌入强化组织.在γ/γ'界面附近分布着大量位错线,位错运动随着时效处理时间和温度的增长而加强.1050℃/时效1000 h后在固溶元素富集区析出块状沉淀相,其脆性特征在低温拉伸时会塞积位错运动形成应力集中.760℃高温下的抗拉强度、屈服强度和延伸率随着时效时间增长而减小,断面收缩率有所波动.
关键词:
微结构
,
拉伸性能
,
长期时效
,
筏化
,
位错
卢绪平
,
温志勋
,
岳珠峰
,
张晓兵
稀有金属材料与工程
采用镍基单晶合金DD6带不同数量激光加工气膜孔的薄壁平板模拟试样,对其在900℃下的低周疲劳性能进行了研究,并对试验数据和断口的SEM形貌进行了分析.结果表明:在相同的试验条件下,气膜孔的数量对低周疲劳的寿命影响很大,单孔试样的寿命约为密排多孔试样的10倍;气膜孔周围存在大量微裂纹,带气膜孔试样的破坏属于典型的多源断裂:对于单孔试样及密排多孔试样的中间孔,裂纹沿{001}面扩展:密排多孔试样的上下2排气膜孔周围的裂纹沿多个滑移面扩展.
关键词:
镍基单晶合金
,
模拟试样
,
低周疲劳
