两种镍基高温合金的寿命预测模型

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1、东北走学硕士学位论文摘要镍基高温合金具有良好的高温拉伸强度、高温蠕变抗力以及相当优异的抗高温疲劳和热腐蚀性能，广泛地用于制作航空、动力、石化等部门中承受高温、高速等苛刻工作条件的关键部件。高温疲劳一蠕变交互作用是这些高温构件使用过程中的主要失效形式之一。本文针对国产航空发动机中所使用的两种涡轮叶片材料在近使役条件下的疲劳一蠕变交互作用行为进行了系统的研究，以期为涡轮叶片的寿命预测以及抗疲劳和疲劳一蠕变失效设计提供可靠的理论依据。对变形镍基高温合金GH4049和铸造镍基高温合金K417分别在轴向总应变控制的低周疲劳试验时，在最大

2、拉伸应变、最大压缩应变以及同时在最大拉伸和压缩应变处引入10秒的保持周期分别在700--850。C和750～900。C温度范围内剥GH4049和K417合金进行了疲劳．蠕变交互作用试验，基于所获得的GH4049和K417合金疲劳一蠕变试验数据建立高温合金寿命预测模型。众所周知，用于金属寿命预测的理论模型有许多种，但各有其优缺点和适用范围，本文选取应变范围区分模型(SRP)和应变能区分法(SEP)模型。SRP是目前国内外广泛应用的一种疲劳一蠕变寿命预测方法，关于这种寿命预测方法的特点，预测能力以及适用性诸方面，人们进行了大量的探

3、讨和评述，试验证明该模型能很好的预测高温合金疲劳一蠕变寿命。SEP模型综合了SRP和损伤函数(Ostergren)模型的优点，因为其同时利用了应力和应变的信息，提高了预测的准确性，对高温合金而言，其预测效果优于SRP模型。寿命预测模型是在c++Builder5大型程序开发软件平台上构筑起来的，寿命预测结果表明，SEP比SRP模型的寿命预测效果理想，并且K417合金的预测与实测结果十分接近，但GH4049所获得的绝大部分试验数据点都落在了二倍线(预测寿命与实测寿命的比值为二倍关系)以内，实际工程构件这是被允许的。关键词：镍基高温

4、合金；低周疲劳；疲劳～蠕变交互作用应变保持循环；疲劳一蠕变寿命预测东北大学硕士学位论文AbstractBecauseoftheirhightensilestrengthandgoodresistanceagainstcreep，fatigueandhotcorrosionatelevatedtemperatures，nickelbasesuperalloysarewidelyusedformakingthemainpartsusedundertheuncharitableconditionssuchashightemperat

5、ureandhighspeedinaviation，powerandpetrochemicalindustries．Ithasbeenfoundthathi吐temperaturefatigue—creepinteractionisoneoftheobjectfailuretypeofsuchpartsInthepresentstudy，lowcyclefatigueandfatigue—creepinteractionbehaviouroftwokindsofnickelbasesuperalloysformakingtur

6、binebladesintheaero—enginesweresystematicallystudied，inordertoprovideareliabletheoreticalbasisforlifepredictionanddesignagainstfatigueandfatigue—creepfailureofthisturbineblade．Whenfullyreversedtotalstrain—controlledlow—cyclefatiguetestswereperformedforwroughtnickelb

7、asealloyGH4049andcastnickelbasesuperalloyK417respectively，fatigue·creepinteractiontestswerealsoconductedbyintroducing10secondsholdperiodatmaximumtensionorcompressiveortensileandcompressivestrainofeachcyclewithinthetemperaturerangeof700～850*CforGH4049and750～900。CforK

8、417，respectively．Basedonresultsoffatigue—creeptestsoftwosuperalloys，lifetimepredictionmodelswerebuilt．Amongthemanykinds&lifetimeprediction