摘要 综述了 γ -TiAl 合金的高周疲劳 (HCF) 性能,特别是在近阈值循环载荷范围内的变形机制。通过研究层状取向和厚度对 HCF 阈值的影响,除了更传统的微观结构考虑因素(例如晶粒尺寸或层状群的体积分数)之外,还评估了改善 HCF 的 γ -TiAl 微观结构的因素。最后,调查了实验方法和加载策略,以确定改进 γ - TiAl 合金 HCF 测试的技术。在此,我们既考虑了不同方法的保守性,也考虑了以合适的分辨率测量层状 γ -TiAl 微观结构在 HCF 下的局部力学行为的可能性。
钛在地壳中的含量约为0.63%,居所有元素的第10位,含量仅次于铝、铁、镁等金属元素,铁、镁居第10位;钛合金密度小,比强度高(抗拉强度与密度之比),工作范围宽(-253℃~600℃),耐腐蚀熔点优良;钛合金化学活性很大,易与氢、氧、氮发生反应,冶炼加工困难,加工成本高。钛合金还具有导热性差(仅为铁的1/5、铝的1/15)、变形系数小、摩擦系数大等特点,被广泛应用于飞机机身、燃气轮机、石油化工、汽车工业、医疗等领域的重要零部件。
摘要 回顾了 γ -TiAl 合金的高周疲劳 (HCF) 性能,特别是关于近阈值循环载荷范围内的变形机制。通过检查层状取向和厚度对 HCF 阈值的影响,除了更传统的微观结构考虑因素(例如晶粒尺寸或层状群的体积分数)之外,还评估了改善 HCF 的 γ -TiAl 微观结构的因素。最后,调查了实验方法和加载策略,以确定改进 γ - TiAl 合金 HCF 测试的技术。在此,我们考虑了不同方法的保守性,以及以合适的分辨率测量层状 γ -TiAl 微观结构在 HCF 下的局部机械行为的可能性。
Inconel 718 是一种镍基超级合金,由于其在高温下具有出色的性能,因此是常用的火箭发动机材料。其疲劳寿命在很大程度上取决于表面粗糙度,因为疲劳会在表面引入和扩展裂纹。Aerojet Rocketdyne 设定的零件标准通常要求表面粗糙度值为 64 至 125 Ra。但是,精加工过程中产生的表面形貌和残余应力也会影响疲劳性能。该项目的具体目标是进行文献综述并编写实验方法,以确定车削、喷砂和抛光产生的表面粗糙度、形貌和残余应力如何累积影响中高周疲劳。现有文献显示,经过固溶处理和时效处理的抛光 Inconel 718 在 500 至 600 MPa 的应力幅度范围内达到高周疲劳状态。此范围将成为为 Aerojet 使用的常见精加工工艺(抛光、车削和喷砂)生成有用的 S-N 曲线的起点。测试方法和分析技术将包括使用 Ambios XP1 触针轮廓仪进行表面粗糙度测量、表面形貌的扫描电子显微镜 (SEM) 成像、完全反向悬臂弯曲疲劳测试和 SEM 断裂分析。解决的安全问题与疲劳测试、喷砂和使用 Kalling 溶液蚀刻 Inconel 718 金相学样品有关。
Murat Tiryakioǧlu 博士,CQE,顾问 Alexandra Schönning 博士,委员会成员 Paul Eason 博士,PE,委员会成员 被工程学院录取:工程学院主任 Murat Tiryakioǧlu 博士,CQE 被计算机、工程和建筑学院录取 Mark A. Tumeo 博士,PE 计算机、工程和建筑学院院长 被大学录取:John Kantner 博士 研究生院院长
D 为损伤(D 等于 1 时理论上对应于失效),n i 和 N i 分别为第 i 个恒幅应力水平 σ i 施加的循环数和失效循环数。由于其内在的简单性,Miner 规则已成为基于耐久性方法的金属结构疲劳设计的行业标准。它已被用于领先的钢结构设计标准,如 EN 1993-1-9:2005 [ 3 ]、DNVGL-RP-C203:2016 [ 4 ] 和 BS 7608:2014 [ 5 ]。Schütz [ 6 ] 发表了对不同疲劳测试程序及其结果的全面概述和批判性评论。测试程序表明,实验寿命与 Miner 规则预测的寿命之间存在很大差异。对于从低到高 ( σ 1 < σ 2 ) 的载荷序列,寿命预测往往比较保守,而对于从高到低的载荷序列 ( σ 1 > σ 2 ),寿命预测往往比较不保守。对于随机载荷谱,非保守方面的 10 倍及以上的因子并不罕见。因此,尽管 Miner 规则被广泛使用,但它仍存在许多缺点。主要缺陷是其载荷水平独立性、载荷序列独立性以及没有考虑裂纹尖端塑性引起的载荷相互作用效应 [ 7 ]。Schijve [ 8 ] 还提到,它无法解释具有
HEGEL 738130 CROR 环境下飞机结构纤维增强层压板高周疲劳预测方法 - 开发与验证
与高周疲劳 (HCF) 相关的载荷幅度,特别是与超高周疲劳 (VHCF) 相关的载荷幅度,以及特殊载荷和误用,对于属于低周疲劳 (LCF) 的载荷幅度,Wöhler 曲线必须从 LCF 连续到 HCF 再到 VHCF。根据组件及其服务载荷条件,Wöhler 曲线的各个部分成为关注的焦点。对于曲轴等组件,VHCF 状态的损坏机制很重要。另一方面,为了考虑底盘及其组件(例如转向节)的服务载荷,必须了解所有三个状态下的损坏机制。除了技术方面,还必须考虑经济问题,例如确定 Wöhler 曲线所需的努力。此外,参考数字化的发展,方法
摘要:激光冲击强化 (LSP) 已被用于通过激光金属沉积 (LMD) 来改善已修复的航空发动机部件的机械性能。本研究考察了横截面残余应力、微观结构和高周疲劳性能。结果表明,在激光熔化沉积区 200 µ m 深度处形成了 240 MPa 的压缩残余应力层,显微硬度提高了 13.1%。电子背散射衍射 (EBSD) 和透射电子显微镜 (TEM) 分析的结果表明,LSP 后取向差增加,位错特征明显,有利于提高疲劳性能。高周疲劳数据显示,与原 LMD 样品相比,LMD+LSP 样品的疲劳性能提高了 61%。因此,在航空航天领域,LSP 和 LMD 是修复高价值部件非常有效且很有前途的技术。