预应变对GH4169合金低周疲劳行为的影响.pdf

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1、第4l卷第5期航空发动机V01．41N。．5兰鉴110月AeroengineOct．2015========!!====!!=======!=!!!!!!!!!—————————_————————__—————一一预应变对GH4169合金低周疲劳行为的影响耿长建，周轶群，佟文伟，刘福春，刘欢(中航工业沈阳发动机设计研究所，沈阳110015)摘要：为了研究发动机构件在实际S--作中受到的轴向拉应力作用下疲劳行为的变化，开展了发动机常用材料GH4169合金在拉伸预应变条件下的低周疲劳行为的研究，得出疲劳寿命随预应变增加的变化规律。从宏观和微观2方面分析预变形对

2、材料低周疲劳行为影响的变形机制。最终为解决实际工程中构件断裂等问题提供技术支持，同时也为评估航空发动机构件在产生预变形条件下的寿命，确保安全使用提供技术支撑。结果表明：随着预应变量的增加低周疲劳寿命降低．组织内位错密度、孪晶数量均增加，裂纹扩展长度减小。关键词：预应变；低周疲劳；GH4169合金；应力幅；滞后回线；变形机制中图分类号：V216．5+5文献标识码：Adoi：10．13477／j．cnki．aeroengine．2015．05．016EffectofPrestminonLowCycleFatigueBehaviorofGH4169AlloyGE

3、NGChang-jian，ZHOUYi—qun，TONGWen—wei，LIUFu—chun，LIUHuan(AVICShenyangEngineDesignandR．esearchInstitute，Shenyang110015，China)Abstract：Inordertoresearchtllemechanicalbehaviorsofaeroengineartifactsunderthepracticalconditionoftensilestress．theeffectofprestrain013thefatiguebehaviorsofGH4

4、169alloymaterialwhichwidelyusedinaeroenginewasanalyzed．Therelationofthecyclelifewithincreasingprestrainwasobtained．TheimpactofprestrainonthedefbImationmechanismofGH4169wasinvestigatedin—depthbybothmacrostructureandmicrostructuremethodsrespectively．TechnologysustainmentWasprovidedf

5、orthesolutionoffractureanalysisofaeroengineartifactsandthesecurityofaeroengineartifactsworkingintheprestraincondition．Theresultsshowthatthecyclicnumberdecreasedwiththeincreasingprestrain，thedislocationdensityandthenumberoftwinningbothincreasedwiththeincreasingprestrain，whilethelen

6、gthofextendedcrackreduced．Keywords：prestrain；lowcyclefatigue；GH4169alloy；stressamplitude；hysteresisloop；deformationmechanism0引言航空发动机在使用过程中面临着高温、振动以及剧烈的状态变化，为了提高航空发动机性能(特别是推重比)，材料和构件的可靠性需要达到更高标准。在发动机试车及零部件试验中，常出现由应力过载导致塑性变形的情况。某些材料在一定形变条件下产生强化，有些隋况下这种变形对材料和零部件寿命及安全性产生不利影响。因此，航空发动机构

7、件材料的力学性能和构件性能要达到更高要求。近几年，航空发动机和燃气轮机在工作中因构件损伤破坏而导致严重事故多发，因此研究发动机构件的使用寿命是解决问题的关键。国内外学者针对预变形对材料疲劳

8、生能的影响做了大量研究㈣】。发动机构件在实际工作中受轴向拉应力作用。本文研究了GH4169合金在不同预应变条件下的低周疲劳行为，并对其变形机制进行分析，研究了构件在拉应力作用下材料的低周疲劳

9、生能变化，为发动机构件在实际工作条件下的疲劳行为研究提供理论依据。1预应变低周疲劳试验在预应变试验中，拉伸应力超过试棒的屈服强度发生塑性变形，即产生一定预应变，将预应变试棒加工成标

10、准疲劳试样。为保证试验结果的准确性，将3收稿日期：2014—11-