本文關(guān)鍵詞：Inconel 625合金的高溫低周疲勞行為及其疲勞失效分析

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【摘要】：鎳基高溫合金具有良好的高溫拉伸強(qiáng)度、高溫蠕變抗力以及相當(dāng)優(yōu)異的抗高溫疲勞和熱腐蝕性能,廣泛地用于制作航空、動(dòng)力、石化等部門中承受高溫、高速等苛刻工作條件的關(guān)鍵部件。高溫低周疲勞是這些高溫構(gòu)件使用過程中的主要失效形式之一。本文分別對Inconel 625合金及其焊接接頭在25?C~760?C溫度范圍的低周疲勞行為進(jìn)行了系統(tǒng)的研究,以期為Inconel 625合金及其構(gòu)件的抗疲勞設(shè)計(jì)提供可靠的理論依據(jù)。低周疲勞試驗(yàn)結(jié)果表明:試驗(yàn)溫度為25?C時(shí),Inconel 625合金在疲勞變形前期表現(xiàn)為循環(huán)應(yīng)變硬化,在疲勞變形的后期表現(xiàn)為循環(huán)應(yīng)變軟化;試驗(yàn)溫度為650?C時(shí),合金在整個(gè)疲勞變形過程中表現(xiàn)出循環(huán)應(yīng)變硬化行為;試驗(yàn)溫度為760?C時(shí),合金在疲勞變形前期表現(xiàn)為循環(huán)應(yīng)變硬化,在疲勞變形的后期表現(xiàn)為循環(huán)應(yīng)變硬化或循環(huán)應(yīng)變軟化。Inconel 625合金焊接接頭在25?C下疲勞變形時(shí)主要發(fā)生循環(huán)軟化,而在760?C下疲勞變形時(shí)則呈現(xiàn)循環(huán)硬化。Inconel 625合金及其焊接接頭在25?C下的循環(huán)應(yīng)力-應(yīng)變之間呈現(xiàn)雙斜率線性關(guān)系,而在高溫下的循環(huán)應(yīng)力-應(yīng)變之間則呈現(xiàn)單斜率線性關(guān)系。Inconel625合金及其焊接接頭在不同溫度下的塑性應(yīng)變幅與彈性應(yīng)變幅和載荷反向周次之間均呈線性關(guān)系。在本實(shí)驗(yàn)采用的所有外加總應(yīng)變幅下,Inconel 625合金在25?C下呈現(xiàn)出最長的疲勞壽命,在760?C下呈現(xiàn)出最短的疲勞壽命,而Inconel 625合金在650?C下的疲勞壽命則居于Inconel 625合金在25?C和760?C下的疲勞壽命之間。利用透射電子顯微鏡(TEM)分析了Inconel 625合金在25?C、650?C和760?C的應(yīng)變控制條件下的低周疲勞斷裂后的位錯(cuò)形貌。Inconel 625合金的主要變形機(jī)制為位錯(cuò)在基體中滑移。疲勞變形時(shí)可形成胞狀亞結(jié)構(gòu),胞內(nèi)位錯(cuò)密度較低,胞壁處的位錯(cuò)發(fā)生纏結(jié)且密度較高,且隨著位錯(cuò)的滑移,胞壁中的位錯(cuò)逐漸演化成位錯(cuò)網(wǎng)絡(luò)。此外,碳化物可阻礙晶界和位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng),并可形成位錯(cuò)塞積群。利用掃描電子顯微鏡(SEM)分析了Inconel 625合金及其焊接接頭低周疲勞斷裂后的斷口形貌。在本試驗(yàn)采用的所有試驗(yàn)溫度下,Inconel 625合金的低周疲勞裂紋主要是以穿晶方式萌生和擴(kuò)展,而Inconel 625合金焊接接頭的低周疲勞裂紋以穿晶方式萌生于疲勞試樣的自由表面,在25?C下疲勞裂紋以穿晶方式擴(kuò)展,而在760?C下疲勞裂紋則以穿晶和沿晶混合方式擴(kuò)展。
【關(guān)鍵詞】：Inconel 625合金 低周疲勞 疲勞壽命 位錯(cuò) 循環(huán)應(yīng)力響應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG132.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-21
• 1.1 高溫合金概述9-15
• 1.1.1 高溫合金的分類和牌號表示法9-10
• 1.1.2 粉末高溫合金概述10-11
• 1.1.3 鎳基高溫合金概述11-13
• 1.1.4 鎳基高溫合金的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.1.5 高溫合金的應(yīng)用與發(fā)展14-15
• 1.2 Inconel 625鎳基高溫合金15-16
• 1.2.1 Inconel 625合金的特性及應(yīng)用15-16
• 1.2.2 Inconel 625合金的組織及性能16
• 1.3 鎳基高溫合金的低周疲勞行為16-19
• 1.3.1 疲勞的研究進(jìn)展16-17
• 1.3.2 循環(huán)應(yīng)力響應(yīng)行為17
• 1.3.3 疲勞裂紋萌生機(jī)制17-18
• 1.3.4 低周疲勞壽命行為18-19
• 1.4 研究本課題的意義19-21
• 第2章 實(shí)驗(yàn)材料、設(shè)備及方法21-23
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料21
• 2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備21
• 2.3 實(shí)驗(yàn)方法21-23
• 第3章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析23-58
• 3.1 Inconel 625合金循環(huán)應(yīng)力響應(yīng)曲線23-25
• 3.2 Inconel 625合金低周疲勞壽命行為25-29
• 3.3 Inconel 625合金循環(huán)應(yīng)力-應(yīng)變行為29-30
• 3.4 Inconel 625合金低周疲勞形變組織結(jié)構(gòu)觀察30-38
• 3.5 Inconel 625合金低周疲勞斷口的SEM分析38-51
• 3.6 Inconel 625焊接接頭高溫低周疲勞行為51-58
• 第4章 結(jié)論58-59
• 參考文獻(xiàn)59-63
• 在學(xué)研究成果63-64
• 致謝64

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