粉末高温合金FGH96的高温缺口疲劳研究.pdf

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1、专稿粉末高温合金FGH96的高温缺口疲劳研究李旭东（1.中国航空发动机集团公司北京航空材料研究院，北京100095；2.先进结构材料国防科技重点实验室，北京100095；3.航空材料检测与评价北京市重点实验室，北京100095；4.材料检测与评价航空科技重点实验室，北京100095）[摘要]在500℃和600℃两个温度条件下，研究了第二代粉末高温合金FGH96的缺口疲劳性能，将原始数据的曲线拟合成S-N曲线，分析光滑与缺口试样的K的差别，用扫描电镜分析f了试样的断口形貌特征。结果表明：FGH96合金的疲劳缺

2、口敏感性随着温度的升高和应力比的增大而降低；与光滑试样的断口相比，合金的缺口试样在高温下疲劳裂纹多由加工刀痕起源，因此缩短了其疲劳萌生寿命；疲劳扩展区疲劳条带比较明显，扩展区面积比光滑试样小。[关键词]粉末高温合金；应力集中系数；疲劳；断口分析；S-N曲线[中图分类号]V231.95[文献标识码]A[文章编号]1003-5451(2017)04-0001-04NotchFatigueBehaviorofP/MSuperalloyFGH96atElevatedTemperatureLIXu-dong(1.AE

3、CCBeijingInstituteofAeronauticalMaterials,Beijing100095;2.NationalKeyLaboratoryofScienceandTechnologyonAdvancedHighTemperatureStructuralMaterials,Beijing100095;3.BeijingKeyLaboratoryofAeronauticalMaterialsTestingandEvaluation,Beijing100095;4.AviationKeyLab

4、oratoryofScienceandTechnologyonMaterialsTestingandEvaluation,Beijing100095)[Abstract]ThenotchedfatiguepropertyofthesecondgenerationpowdermetallurgysuperalloyFGH96at500℃and600℃withtwostressratioswasinvestigated.ThetestdatawasfitwithS-Ncurvestoanalyzediffere

5、ncesofKfbetweenthesmoothspecimenandthenotchedone.SEM(scanningelectronmicroscopy)wasusedtoexamthemorphologyofspecimenafterfracture.TheresultsindicatethatthenotchsensitivityofFGH96isdecreasedastheelevatedtemperatureandhigherstressratio.Comparedtosmoothspecim

6、en,thefatiguecrackofthenotchedspecimenisinitiatedatmachiningdeficiency,sofatiguelifeofinitiationisshortened.Thefatiguestripeisappeared,thoughtheareaofcrackpropagationissmallerthanthesmoothspecimen.[Keywords]powdermetallurgysuperalloy;stressconcentrationfac

7、tor;fatigue;fractureanalysis;S-Ncurve作者简介：李旭东（1982-），男，工程师，硕士。主要从事材料疲劳断裂研究。·1·粉末高温合金FGH96的高温缺口疲劳研究第二代损伤容限型粉末高温合金FGH96合金以试验用的FGH96合金的主要化学成分(质量分其优良的屈服强度、抗疲劳抗蠕变性能，在国内外先数)：Cr为15.50~16.50%，Co为12.50~13.50%，W为[1]进航空发动机中获得了广泛的应用，其使用温度已3.80~4.20%，Mo为3.80~4.20%，Nb为0

8、.60~0.80%，提高到750℃。但是在采用粉末冶金工艺制备高温Al为1.95~2.30%,Ti为3.55~3.90%，Fe不大于0.50%，合金的过程中，不可避免地会带入外来非金属夹杂物Ni为余量。FGH96合金的母合金采用真空感应炉(主要是陶瓷夹杂)，这些夹杂物以及表面的加工状态熔炼。锻件经预热处理1070℃±10℃+固溶处理等因素对涡轮盘的疲劳性能有极大的影响。因此粉1150℃±10℃/2h~5h+油冷至