镍基粉末高温合金中夹杂物的微观力学行为研究

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第38卷第6期仓扁学破V01．38No．62002年6月63642页ACTAMETALLll_RGICASIICAJun2002PP．635~42镍基粉末高温合金中夹杂物的微观力学行为研究谢锡善)张丽娜，)张麦仓董建新1)北京科技大学高温舍金研究室北京1000832)清华大学材料科学与工程研究院，北京100084摘要采用扫描电镜愿位拉伸和原位疲劳实驻．直接跟踪观察^工植^史采(AkO3)的粉束高媪台盒(P／MRene95)中夹杂物的镦观力学行为(特

2、别是裂纹的萌生、扩展p』致断裂的过程)同时，采用ANSYS有限元丹析软件，建亚台夹杂物的P／MRene95台金的有限元丹析模型．计算在受力枕意下夹杂物及萁周围基体的应力应变场分布，进而从宏观力学角度丹析夹杂物时微观力学行为关键词粉丰高温台金．夹杂物，裂鼓萌生及扩展，断裂中图法分类号TG1323文献标识码A文章编号0412～1961(2002)06—0635一o8MICRo—MECHANICALBEHAVIoRSTUDYoFNoNMETALLICINCLUS10NSINNICKEL—BASEP／M

3、SUPERALLoYXishan“ZHANOLi~a'，ZHANC,~laicang”，DONGJianxinJ．lJHighTemperatureMaterialsResearchLaboratories．U))iversityofScienceandTechnologyBeijingBeOing1000832)SchoolofMaterialsScienceandEngineering，TsinghuaUniversity,Beijlng100084Correspondent：XIEXish

4、an，professor,Tel：(018i6g3328E·mail：xiedong~public．bta．netcnSupportedbyNationalNaturalScienceFoundationofChina(No59s~1oo7)Manuscrlptreceived2002~04—02ABSTRACTSpecialdesignedSEMnsitutensileandfatiguetestshabeenconductedtotracethewholeprocessofcrackinit

5、iationandpropagationtilltofractureofAI20~seededP／MRene95N__hasesuperaHoyStressandstrainfielddistributionaroundinclusionshasbeencalculatedbymeansofelasto~lasticfiniteelelltentmethod(FEM1withacommerciaIsoftworeofANSYS．Furtheranaivseshavebeenconductedin

6、combinationwiththeresultsofinsitutensileandfatiguetestsandFEMSilIIUlationKEYWORDSP／MNi—basesuperMloNinclusion．crackinitiationandpropagation、fracture高合金化的镍基粉末高温合金具有降低偏析、近终然而，正常牛产的优质镍基粉末高温合金涡轮盘村中成型及细晶组织等诸多特点而达到优良的综合陆能夹杂物的数量很少且呈随机分布为了赛出研究夹杂物的为此．近年来国际上先进

7、航空发动机中的关键部件如『呙行为本文专门栗用人工植入夹杂物(AI203)的镍基粉轮盘已广泛采用镍基糟末高温合金，如美国的Rene95，末高温台金Rene95为实驻材料采用扫描电镜原位拉伸N88DT等I#J然而在粉末冶金过程中不可避免地会和原位疲劳实验，随加载过程跟踪分析夹杂物对合金中裂带人外来非金属夹杂这些夹杂物(主要是陶瓷夹杂)对纹的萌生、扩展致断裂的影响同时，采用ANsYS有于涡轮盘的力学性能特别是低周疲劳和裂纹扩展行为有限元分析软件建立含夹杂物的P／MRene95台金的有极大的危害，甚至会

8、造成涡轮盘突然破裂而失效的严重事限元分析模型，计算在受力状态下夹杂物及其周围基体的故【0，日前，先进高温合金粉末盘的寿命设计和剩余寿应力应变场分布，进而从宏观力学角度分析夹杂物的微观命估算主要取决于夹杂物的行为．力学行为，为阐明夹杂物在复杂载荷下的作用机制提供了依据1研究方法国家自然科学基金59871007资助项目收到初稿日期：200204—021．1原位拉伸及原位疲劳实验联系^：澍锡善，男，1935年生教授实验用材料为GE公司提供的人工植入A1203夹维普资讯http://www.cqvip.