!!#$% 的热疲劳和损伤行为

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1、第!"卷#第$期航#空#材#料#学#报5678!"，+68$!%%"年&%月##’()*+,-(.,/*(+,)012,-3,0/*1,-4(9:6;<=#!%%"!!"#$%的热疲劳和损伤行为&&!&李#军，乔生儒，李世琼，章#斌（&西北工业大学超高温结构复合材料实验室，西安>&%%>!；!钢铁研究总院，北京&%%%?&）摘要：在空气介质中用光辐射热@机械疲劳试验机对!A0B,7的热疲劳性能进行了研究，采用电阻和动态弹性模量的相对变化率表征损伤，并对其物相和组织变化进行了分析。结果表明，用弹性模量和电阻相对变化率表征的!A0B,7热疲劳损伤曲线有相似的规律，即在循环初期的线性损伤

2、阶段，两种方法表征的损伤量相差不大；随着循环次数的增加，两者表征的损伤量相差逐渐加大，并最后都趋于一个稳定的值。热疲劳后，!相的含量增加，"!的含量相应地减少。!%%CD%%E热疲劳后!相的增加量多于!%%F>%%E热疲劳后的增量。热疲劳后片层团的尺寸减小，还出现了微孔洞等缺陷，在这些缺陷的共同作用下，使得电阻增加，弹性模量减小。关键词：!A0B,7；热疲劳；损伤；电阻；弹性模量中图分类号：0G&H"8!########文献标识码：,#######文章编号：&%%$A$%$I（!%%"）%$A%%&%&A%$##!A0B,7基合金的密度低，具有高的比强度和比呈辐射状贯穿整个锭材，并

3、基本保留了铸态时的形模量、良好的抗蠕变和抗氧化性等优点，这些优点使貌。热疲劳试样沿径向切取，见图!，图中白色矩形其成为航空、航天、汽车、电力和核工业中最具应用区域为试样的横截面。由于柱状晶沿径向生长，这［&C"］前景的一种新型高温结构材料。作为高温结构样切取可以保证试样的组织基本相同。用线切割制材料，在其服役过程中，由于环境温度要发生变化，成"$JJT!JJTIJJ的试样，其长度方向沿着锭热疲劳是必须关注的主要性能之一。目前，该合金材的轴向。线切割后的试样在烘箱中&%%E保温热疲劳规律及其损伤行为尚不清楚，有关这方面的!V，以去除加工应力。每组热疲劳试样为两个，试验［>，?］研究仅

4、有少量报道。因此，开展对此合金的热结果取平均值。疲劳的研究对材料的合理应用具有重要的意义。本文采用光辐射加热，对两个温度范围下!A0B,7热疲劳行为和热疲劳损伤进行了研究，并对其机理进行了初步的探讨。&#材料与试验方法&’&(试验材料本研究所用!A0B,7由北京钢铁研究总院0BA,7系研究开发中心提供，其名义成分为：0BAH"8$,7A图&#!A0B,7的原始组织!R$5A&R%2=（K:S）。合金经冷坩锅真空感应磁悬浮.BW&#*<9

5、化。原始显微组织为近片层组织，即由!@"!层片团和少量分布于层片团间的等轴!相组成，见图&。合金锭材横截面的宏观组织见图!所示，可见主要为粗大的柱状晶，收稿日期：!%%$A%>A!I；修订日期：!%%"A%"A%D作者简介：李军（&D?!—），男，硕士研究生，主要从事材料结构与性能研究通讯作者：乔生儒，教授，西北工业大学$H>信箱，图!#宏观组织及取样示意图（/AJKB7）;7K6LMNOP8

6、长度。［%&］试验在光辐射热$机械疲劳试验机上进行，热循环%次后的电阻(%为：环境为空气介质。选取的两个温度范围分别为：*%*(&(%")+"·)+"（-）"&&’(&&)和"&&’*&&)。每个试样在循环至+，%&，’%（%#!(）’&（%#!(）"&，,&，-&，#&，%&&，%#&次后停机，使用./’,&&’"型式中!(为热循环R次电阻表征的损伤量，于是可电动振动台和012’,电涡流测振仪测试动态弹性得到模量，其最小分辨读数为&3%45。同时用678-型数(&!("%#（+）字直流电桥测量试样的电阻，在试样上相同位置测(%量+次，取平均值。电桥的可测量范围为&9"&:!，"!

7、试验结果及讨论;#精度为%&!。用铂铑;铂热电偶测量试样的表面温度，循环周期及升降温时间见表%。#"!$试验结果"3%3%!热疲劳损伤曲线<=>?@3%!