[發明專利]一種考慮微觀組織影響的低周疲勞壽命預測方法有效
| 申請號： | 202010211564.5 | 申請日： | 2020-03-24 |
| 公開（公告）號： | CN111444602B | 公開（公告）日： | 2022-08-09 |
| 發明（設計）人： | 張鵬;朱強;王傳杰;陳剛;郭斌 | 申請（專利權）人： | 哈爾濱工業大學（威海） |
| 主分類號： | G06F30/20 | 分類號： | G06F30/20;G06F119/04;G06F119/14;G16C60/00 |
| 代理公司： | 威海恒譽潤達專利代理事務所(普通合伙) 37260 | 代理人： | 馬明月 |
| 地址： | 264209*** | 國省代碼： | 山東;37 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 考慮 微觀 組織 影響 疲勞 壽命 預測 方法 | ||
1.一種考慮微觀組織影響的低周疲勞壽命預測方法，其特征在于，包括如下步驟：
(1)將鎳基高溫合金加工為標準的低周疲勞試樣作；
(2)在設定的溫度和應變幅工況下，開展鎳基高溫合金低周疲勞試樣的低周疲勞測試，并獲取疲勞測試過程中的疲勞應力、彈性應變、塑性應變和低周疲勞壽命；
(3)進行光鏡金相組織觀察試驗和透射電鏡微觀組織觀察試驗，用光學顯微鏡和透射電鏡對鎳基高溫合金進行基體相和析出相微觀組織的觀測，分別通過金相圖和透射圖與圖像處理軟件配合使用的方式統計計算得出基體相的平均晶粒尺寸和析出相的等效半徑與體積分數；
(4)基于三參數壽命模型(Nf(Δεt-Δε0)m＝c)，建立考慮微觀組織影響的低周疲勞壽命預測方法，改進后的三參數壽命模型表達式如下：
該模型中，多項式表示鎳基高溫合金基體相引起的晶界強化；多項式M(τAPB+τMod)表示鎳基高溫合金析出相引起的析出相強化，析出相強化是通過耦合位錯強化模型τAPB和模量強化模型τMod來表示的，其中耦合位錯強化模型τAPB是弱耦合位錯強化模型τWCD，APB；
τWCD，APB，τMod模型具體表達式如下：
該模型中，析出相是γ′，或者是γ′+γ″；當析出相為γ′+γ″時，應考慮兩種析出相對該模型的綜合作用；
E為合金的彈性模量；σ0為摩擦應力；k為與鎳基高溫合金相關的因子；M表示Taylor因子；γAPB表示APB能量；b表示位錯的伯氏矢量；G表示剪切模量，ΔG表示基體相和析出相剪切模量的差值；T表示基體中位錯的線張力，T＝Gb2/2；c、m、P是通過最小二乘法擬合計算出的參數；實驗參數是Nf、Δεt，Nf為低周疲勞壽命，Δεt為總應變幅；d為基體相的平均晶粒尺寸；r表示析出相的等效半徑；FV表示析出相的體積分數。
2.根據權利要求1所述的一種考慮微觀組織影響的低周疲勞壽命預測方法，其特征在于，所述鎳基高溫合金為航空發動機燃燒室、渦輪盤、葉片、導向葉片的一種。
3.根據權利要求1所述的一種考慮微觀組織影響的低周疲勞壽命預測方法，其特征在于，所述步驟(2)低周疲勞試驗參考標準GB/T 15248-2008《金屬材料軸向等幅低循環疲勞試驗方法》。
4.根據權利要求1所述的一種考慮微觀組織影響的低周疲勞壽命預測方法，其特征在于，所述步驟(3)光鏡金相組織觀察試驗對鎳基高溫合金采用200#-1000#金相水砂紙進行機械研磨，再利用拋光設備進行機械拋光，機械拋光完成后進行化學腐蝕。
5.根據權利要求1所述的一種考慮微觀組織影響的低周疲勞壽命預測方法，其特征在于，所述步驟(3)透射電鏡微觀組織試驗中采用10ml HClO4+190ml C2H5OH電解液對鎳基高溫合金進行雙噴減??；所述步驟(3)圖像處理軟件為ImagePro Plus軟件。
6.根據權利要求1所述的一種考慮微觀組織影響的低周疲勞壽命預測方法，其特征在于，所述步驟(4)析出相為γ′時，所述改進后的三參數壽命模型表達式如下：
7.根據權利要求1所述的一種考慮微觀組織影響的低周疲勞壽命預測方法，其特征在于，所述步驟(4)析出相為γ′+γ″時，所述改進后的三參數壽命模型表達式如下：
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