Haynes 230镍基超合金高温低周疲惫寿数猜测

作者:祯赋实业  来源:祯赋实业 日期:2021-11-09 11:19 人气:

摘要:针对Haynes 230镍基超合金进行总应变操控的高温低周疲惫实验。结果表明, 在816℃和927℃时,资料在较高应变规模内表现出循环硬化/软化行为,在较低的应变规模内表现出循环硬化/饱满行为。一般来说,疲惫寿数跟着温度的进步而下降。然而,在总应变规模高于1.0%时,由于


在半寿数时927℃比816℃有较小的塑性应变幅,然后导致了疲惫寿数在927℃时比在816℃时更长。选用Manson-C of in方程和能量法进行了疲惫寿数猜测, 并选用方差和涣散带因子两个参量对两种模型的猜测能力进行比较, 结果表明Manson-Coff n方程的猜测作用较好。关键词:Haynes


230镍基超合金; 高温低周疲惫; 循环硬化; 疲惫寿数猜测

导言


Haynes 230镍基超合金是一种Ni-Cr-W-Mo高温合金,具有优异的高温强度、出色的抗氧化和抗氮化性,以及良好的可制造性和优异的长期热稳定性等,其被广泛应用在航空航天、电力、工业加热和化学加工行业,特别是在焊接结构的板材和板材产品中。在高温环境和交变应力作用下产生的


疲惫损害对结构资料力学性能的影响尤为杰出,因而,高温下资料疲惫问题的研讨对高温部件的规划非常重要21。当前针对该资料进行过一些研讨。刘毅等“研讨发现,动态再结晶晶粒尺度以及体积分数跟着变形温度的升高而添加,跟着应变速率的添加而减少; Yoon等的研讨表明, 不连续


沉积过程所构成的层状碳化物在锯齿形样品中表现得更为明显,在标准样品中,位错钉扎所构成的硬化效应来自于在蠕变初始阶段沉积下来的晶内碳化物; Barrett等针对Haynes 230资料进行了一系列等温疲惫实验,结果表明,疲惫寿数跟着温度的升高而下降,动态应变时效产生的温度规模


为427~760℃,且在760℃温度以下时,动态应变使用板状试样进行LCF实验, 详细试样尺度

如图1所示。实验在MTS电液伺服疲惫实验机上进行。实验温度为816℃和927℃,选用高周波进行加热,确保试件标距部分的温度动摇在±2℃规模内。选用应变操控进行实验,施加的轴向总应变规模在0.4%~2.0%之间,频率为1Hz。一切的高温低周疲惫实验均以试件开裂作为疲惫失效根据,


与此相应的循环周次数则作为时效与应变速率无关,从室温直到649℃温度时,在峰值应变保持期间存在着应力松弛; Tung等针对Haynes 230和Inc one 617合金进行了研讨,结果表明,双轴应力状态下的蠕变开裂寿数比单轴拉伸蠕变实验寿数低, 在850℃时, Haynes 230合金的抗蠕变性


好于Inc one 617合金; Gross等针对Haynes 230疲惫实验后的位错微观结构进行了研讨,结果表明,微观结构的演化来自于跟着

位错密度的添加和带间距的下降带来的平面滑移带的改变。先前针对Haynes 230的研讨主要会集在热


处理工艺、蠕变等方面。本文针对Haynes 230镍基超合金进行816℃和927℃下低周疲惫(LCF)实验,比较两个温度下的循环应力响应,并选用Manson-Coffin方程和能量法进行疲惫寿数猜测。


2示出Haynes 230合金在816℃和927℃时总应变规模Ae,与疲惫寿数N,、塑性应变幅Ae,/2)与2倍疲惫寿数(2N)之间的应变-寿数联系。可以看出,资料在两温度下的疲惫寿数跟着总应变规模的添加而下降。在总应变规模低于1.0%的应力情况下,816℃的塑性应变幅比927℃小,导致在


816℃的疲惫寿数比927℃的疲惫寿数长;而当总应变规模高于1.0%时,816℃时的疲惫寿数却比927℃的疲惫寿数小。出现这种反常行为是由于816℃的塑性应变幅比927℃时大,然后使816C时的疲惫寿数比927℃低。在816℃,当外加总应变规模分别为1%,0.9%,0.7%,0.5%,0.4%时,


拉伸峰值应力缓慢添加到最大值并饱满,直到疲惫裂纹扩展引起最终下降(硬化/饱满)。当外加总应变规模分别为1.5%,2.0%,拉伸峰值应力首要添加到最大值、然后减少。在927℃,在循环初期资料亦表现出循环硬化的趋势,但其硬化趋势不及816℃。采

通过对不同条件下的硬化率和软化率进行比照剖析可知,跟着应变规模的添加,硬化率增大,其原由于跟着应变规模的添加滑移带中产生了更多的位错增殖和位错堆积,816℃下硬化趋势更加明显。但在927℃下位错湮灭速度加速,导致资料更早地产生循环软化。因而,927℃下亦获得了更高


的软化率。

针对Haynes 230镍基超合金进行了816℃


927℃温度下的高温低周疲惫实验,得到如下


结论。


(1) 在816℃和927℃时, Haynes 230镍基超合金在高总应变规模内呈现出循环硬化/软化行为,并且在低总应变规模内显示出循环硬化/饱满行为。816℃时硬化趋势更加明显,927℃时却有更高的软化率。


(2) 选用Manson-Coff n方程和能量法进行了疲惫寿数猜测,并选用方差和涣散带因子2个参量对两种模型猜测能力进行比较, 发现Manson-Coffin方程的猜测作用较好


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