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GH4169高温合金材料的力学性能实验研究

2021-10-26许磊雷旭升

机械制造与自动化 2021年5期

许磊,雷旭升

(南京航空航天大学 能源与动力学院,江苏 南京 210016)

0 引言

由于GH4169高温合金材料具有良好的抗疲劳、耐腐蚀性能以及良好的加工性能、焊接性能和组织稳定性[1-2],其在航空工业中的应用比较广泛,在航空发动机中大量地被用于制造各种静止件和转动件,如盘件、机匣、轴、叶片等[3]。

当发动机工作时,高速旋转的叶片会吸入硬物杂质。这些杂质会对叶片等旋转结构造成小损伤,表现在宏观上即为机械缺陷,如缺口和凹坑等,这样会导致局部应力集中,实际工作中会引起航空发动机部件的疲劳破坏,表现为叶片等结构的高周疲劳失效[4-5]。能准确地找到这些疲劳损伤,并预测发动机寿命,具有重要的实际应用价值。由于GH4169的成分复杂,因此采用实验法研究GH4169高温合金及其缺口疲劳性能具有重要的工程意义[6-7]。

1 GH4169高温合金静拉伸试样制备

该试验材料由上海某公司提供。材料质量分数如表1所示。参考国标GB228 金属材料室温拉伸试验方法制备了GH4169高温合金静拉伸试验件如图1所示。试验件尺寸如图2所示。静拉伸试验件厚度为2.8mm。

表1 GH4169高温合金质量分数

图1 GH4169静拉伸试样

图2 试验件尺寸图

2 静拉伸结果

本实验使用的液压伺服材料试验机型号为MTS793,整套试验设备如图3所示。主要包括载荷框架、控制器及ups电源、水冷控制系统界面以及液压油源等。

图3 拉伸试验机

为了得到GH4169高温合金应力-应变曲线,进而得到材料的屈服强度和抗拉强度,共对GH4169高温合金进行了两次重复性静拉伸试验。……

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