轴向和法向应力对DD3和DZ125镍基合金微动疲劳性能的影响
2014-12-09温卫东崔海涛
机械工程材料 2014年11期
关键词:裂纹
石 炜,温卫东,崔海涛
(南京航空航天大学能源与动力学院,南京210016)
0 引 言
微动疲劳会导致航空发动机及部件过早破坏,显著降低其服役寿命。为提高发动机涡轮叶片的使用性能和工作寿命,目前国内外主要采用定向凝固工艺制造定向柱晶和单晶镍基合金叶片[1-2],它们的主要材料为单晶高温镍基合金DD3和定向结晶镍基合金DZ125等各向异性材料。近年来,针对叶片用各向异性材料的研究主要集中在强度分析和普通疲劳寿命的预测[3-5]上,而较少涉及其微动疲劳问题,主要原因一是单晶或定向凝固合金制备困难造成研究材料缺乏,二是材料的各向异性增加了微动疲劳研究的难度。由于材料本身性能的差异,会造成材料微动疲劳特性各不相同,而充分发挥这类先进合金的应用潜力需要深入研究它们的微动疲劳特性。因此,对国产各向异性DD3和DZ125合金的微动疲劳性能进行研究具有重要意义。
微动疲劳会加速受微动作用构件接触表面及表层裂纹的萌生和扩展[6-9],从而大大降低构件的疲劳寿命,甚至造成灾难性事故。由于微动的影响因素众多,在微动疲劳研究领域中研究的对象又各不相同,迄今为止国际上还没有统一的标准微动疲劳试验装置,各国研究者们普遍采用光滑试样来进行微动疲劳的实验室模拟。Szolwinski和Farris[10]认为在微动疲劳试验中,必须能够连续地控制和监测对微动损伤起关键作用的参数;Neu[11]对微动试验的研究现状进行了总结,在试验设备的设计和测试方法等方面进行了有益探讨。……
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