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1、No3.2008工程与试验September2008高温合金循环蠕变实验关逊,刘庆,郭建亭(中国科学院金属研究所,辽宁沈阳110016)摘要:本文利用装配有EDC数字控制器的高温电子蠕变试验机开展了一种镍基高温合金的循环蠕变实验。结果表明与恒载荷静态蠕变相比,两种方式(矩形波和锯齿波)载荷循环降低了合金蠕变寿命,但对蠕变塑性并没有影响。关键词:高温合金;循环蠕变实验;循环载荷中图分类号:TG132.3文献标识码:ACyclicCreepExperimentationofSuperalloyGuanXun,LiuQing,GuoJianti
2、ng(InstituteofMetalResearch,ChineseAcademyofSciences,LiaoningShenyang110016)Abstract:ThecycliccreeptestsofaNickel2basesuperalloyhasbeenconductedonaHighTemper2atureElectricalCreepMachineequippedwithanExternalDigitalControler(EDC).Comparedwiththeconstantloadcreep,thecyclicl
3、oadinthesquareandsawtoothwaveformsreducesthecreeplife,buthasnoeffectonthecreepductilityofthetestingalloy.Keywords:superalloy;cycliccreeptest;cyclicload字控制器的高温电子蠕变试验机,能够实现载荷控1引言制、位移控制和变形控制。利用此试验机,本文开展了一种镍基高温合金的循环蠕变实验,进而评价循高温合金部件在高温服役期间,往往遭受静态环载荷对合金蠕变行为的影响。应力和循环应力的联合作用,实际变形
4、过程既不同于静态载荷作用下的纯蠕变变形,也不同于完全循2实验方法环载荷作用下的纯疲劳变形,而是蠕变与疲劳交互[1～2]作用的复杂变形过程。对这种循环应力作用下211实验合金复杂变形行为的研究方法有两种。第一种方法是完实验合金DZ417G是一种具有中国特色的先进全模拟部件实际工作条件下的受力情况进行实验,定向凝固高温合金,用作某先进航空发动机的涡轮实验结果可直接应用于指导设计。第二种方法是进叶片材料。有关该合金的成分、制备工艺、性能特点行特定循环载荷作用下的蠕变实验(称之为循环蠕等见文献[3]。实验用母合金经真空感应炉熔炼后,变实验),并与
5、恒载荷作用下的蠕变行为(称之为静在定向凝固真空炉内以快速凝固法(温度梯度是850态蠕变)进行比较,以了解循环载荷对蠕变变形影响C/cm,凝固速度是7mm/min)制备直径16mm,长的基本规律。高温循环蠕变性能是高温合金设计与130mm的定向凝固园棒试样。随后对园棒试样进安全应用的重要指标之一。行两级热处理,即1220℃/4h,AC.的固溶处理和中国科学院金属研究所蠕变实验室引进装备有980℃/16h,AC.的时效处理。热处理试样机加工德国Doli公司EDC(ExternalDigitalControler)数成标距100mm的标准螺纹蠕
6、变试样。[收稿日期]2008-06-26[作者简介]关逊(1969-),女,助理工程师,从事蠕变实验工作。刘庆(1961-),男,工程师,从事蠕变实验工作。郭建亭(1938-),男,研究员。博士生导师,从事高温合金与金属间化合物的研究。·24·No3.2008关逊,等:高温合金循环蠕变实验212实验过程循环,载荷变化示意图见图2。图中(high是循环蠕变恒载荷和循环载荷蠕变实验是在装备有EDC实验的最大应力值。为便于与420MPa恒载荷静数字控制器的高温电子蠕变试验机上进行的,所有态蠕变行为进行比较,所有循环蠕变实验的最大施蠕变实验温度是
7、870℃。蠕变实验期间,炉内温度加应力都是420MPa。(low是循环蠕变实验的最小由安装在试样标距段的上、中、下三根Pt/Pt216%施加应力值(low=42Mpa,这个最低应力不仅能保Rh热电偶测量,炉温控制由EDC指令通过AI智持夹具和加载系统处于拉伸状态,还可以保证每次能温度调节仪表自动完成,具有0.2级精度。蠕变载荷循环时的卸载期间不发生实验能检测到的蠕变应变由连接在试样上、下肩部的高精度变形引伸计变形。thigh是每次载荷循环期间,在最大载荷时的持测量,测量结果自动转换成数字显示,测量精度达2续时间,称其为有载时间,实验中采用
8、了5个有载时-3×10。间,分别是30,60,120,180,360min。tlow是每次载循环蠕变实验所施加载荷变化是由EDC蠕变荷循环期间,在最小载荷时的持续时间,称其为无载实验程序自动控
