GH4169合金是一種沉淀硬化型鎳基高溫合金,由于其在高溫下具有高的屈服強度、良好的抗氧化、抗輻射、抗疲勞和耐腐蝕等性能,所以GH4169合金被廣泛應(yīng)用在航天器上,如渦輪盤、葉片、機匣、緊固件等。金屬的應(yīng)力松弛現(xiàn)象常見于高溫結(jié)構(gòu)部件之中。應(yīng)力松弛現(xiàn)象的發(fā)生會導(dǎo)致部件內(nèi)部的預(yù)緊力隨著時間而產(chǎn)生延遲,繼而會造成密封泄露或松脫事故的產(chǎn)生。在空間環(huán)境條件下,發(fā)動機中各種緊固件都處于高的載荷、溫度條件下,因而材料會產(chǎn)生松弛失效。然而,綜合國內(nèi)外研究,對于GH4169合金應(yīng)力松弛行為的研究少之又少,此外,缺乏對材料的抗松弛性能與溫度和初始應(yīng)力之間的關(guān)系。本文通過對GH4169合金進行不同溫度（600℃、650℃、680℃）和初始應(yīng)力下（580MPa、680MPa、780MPa）的應(yīng)力松弛試驗,研究了溫度和初始應(yīng)力對其應(yīng)力松弛行為的影響。試驗結(jié)果表明GH4169合金的應(yīng)力松弛曲線呈現(xiàn)典型的階段性應(yīng)力松弛的特點,且溫度對應(yīng)力松弛的影響較大。此外,分別采用一次、二次、三次延遲函數(shù)對GH4169合金的應(yīng)力松弛過程進行數(shù)學(xué)表征,結(jié)果表明二次和三次延遲函數(shù)擬合效果較好,且三次延遲函數(shù)的擬合程度更高�；趹�(yīng)力松... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

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【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

典型拉伸應(yīng)力應(yīng)變曲線

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-7-1.3.2金屬蠕變理論金屬材料在長時間的恒溫、恒應(yīng)力（即使應(yīng)力小于該溫度下的屈服強度）作用下緩慢產(chǎn)生塑性變形的現(xiàn)象，故蠕變現(xiàn)象的產(chǎn)生是溫度、時間和應(yīng)力共同作用的結(jié)果。金屬材料在高溫和恒定載荷的作用下，強度會降低，變形抗力會減少，所以通常我們所說的蠕變就是指高溫下的塑性變形[12]。不同金屬材料產(chǎn)生蠕變現(xiàn)象的溫度區(qū)間不一樣，一般只會在0.3Tm以上才會出現(xiàn)明顯的蠕變現(xiàn)象。試樣在施加恒定載荷的時候，會產(chǎn)生瞬時應(yīng)變，包括彈性應(yīng)變和塑性應(yīng)變，然后發(fā)生與時間相關(guān)的蠕變變形，通常我們以蠕變曲線來描述應(yīng)力、時間、溫度和蠕變變形量之間的關(guān)系，典型的蠕變曲線如圖1-2所示，可以分為三個階段。圖1-2金屬材料蠕變曲線示意圖[5]蠕變第一階段：如圖1-2曲線上的ab段所示，稱為過渡蠕變階段，這一階段是由外載荷引起的塑性變形導(dǎo)致的，隨著加載時間的延長，該階段的蠕變速率逐漸減小，直至b點到達蠕變速率最低點，一般情況下，該階段產(chǎn)生變形所需時間段，有時幾分鐘可以完成，也成為減速蠕變階段。蠕變第二階段：如圖1-2曲線上的bc段所示，稱為穩(wěn)態(tài)蠕變階段，這一階段，蠕變速率最小，且此階段蠕變速率隨著時間的延長基本保持不變，因此也稱為恒定蠕變階段。一般金屬材料的穩(wěn)態(tài)蠕變速率指的就是該階段的蠕變速率。在高溫下應(yīng)用的零件，一般在此階段工作，因為在這個階段內(nèi)材料的回復(fù)和應(yīng)變硬化過程相平衡。蠕變第三階段：如圖1-2曲線上的cd段所示，這一階段內(nèi)蠕變速率隨著時間的延長而急劇上升，故這一階段成為加速蠕變階段。在這一階段內(nèi)，隨著時間的

?鶚舨牧轄?懈呶氯潯涫保?Ы绱Φ娜畢萁隙啵?所以在晶界處能量較高，所以蠕變斷裂常發(fā)生在晶界處[13]。1.3.3金屬應(yīng)力松弛理論蠕變現(xiàn)象是材料在一定溫度和恒定載荷（或者恒定應(yīng)力）的條件下產(chǎn)生的緩慢變形。反過來，如果給定一個恒定的應(yīng)變，得到的材料內(nèi)部應(yīng)力隨著時間變化的曲線即為應(yīng)力松弛曲線[14]。應(yīng)力松弛試驗方法分為拉伸應(yīng)力松弛和彎曲應(yīng)力松弛，其中拉伸應(yīng)力松弛需要在帶溫度控制、載荷控制和應(yīng)變控制的試驗機上進行，對設(shè)備要求較高，而彎曲應(yīng)力松弛的設(shè)備要求較為簡單，但二者得到的應(yīng)力松弛曲線圖是相似的。圖1-3為典型的應(yīng)力松弛曲線圖。圖1-3典型應(yīng)力松弛曲線從圖中可以看出，典型的應(yīng)力松弛曲線圖可以明顯的圖分為兩個階段：在第一階段內(nèi)，初始應(yīng)力降低速度較快，應(yīng)力下降量較大，整個過程中應(yīng)力速率逐漸減小且下降幅度很大，整個過程時間較短。在第二階段內(nèi)，應(yīng)力下降的趨勢明顯減慢，下降幅度也大幅減小，在該階段內(nèi)，應(yīng)力松弛曲線速率下降緩慢且逐漸趨向于恒定值，該恒定值即為松弛極限[15]。應(yīng)力松弛現(xiàn)象常見于高溫結(jié)構(gòu)部件之中。例如燃氣輕機、蒸汽輕機組合轉(zhuǎn)子或法蘭緊固螺栓的緊固力，熱壓部件的緊固壓力和高溫下使用的彈簧彈力等。應(yīng)力松弛現(xiàn)象的發(fā)生會導(dǎo)致部件內(nèi)部的預(yù)緊力隨著時間而產(chǎn)生延遲，繼而會造成密封泄露或松脫事故的產(chǎn)生[16]。除此之外，在金屬材料熱成型的過程中，由于產(chǎn)生了應(yīng)力松弛現(xiàn)象使得內(nèi)部應(yīng)力得到松弛，繼而減小了成形件的回彈現(xiàn)象，保證了


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