镍基单晶合金超温超载蠕变性能研究

发布时间：2021-12-11 02:02

　　涡轮叶片作为航空发动机的核心热端部件,在一定程度上决定航空发动机的性能。国内外对发动机涡轮叶片提前失效的原因分析表明,超温超载是其中重要的原因之一。超温是指由于非正常工况引起的超过其正常工作温度,使零部件遭受过热或过烧的现象。超温过程常伴随着材料组织性能改变、构件变形增大等,以至显著降低涡轮叶片强度和寿命。同时,发动机在不同的工作状态下,其转速变化直接引起叶片载荷的变化,在发动机完整的工作循环中,实际上有多次超载循环发生,这种超载效应对叶片材料的损伤和寿命是有影响的。因此,研究超温超载对涡轮叶片使用性能与寿命的影响,已经成为我国航发自主研发和安全经济服役不可或缺的工作。基于上述原因,本文的主要研究工作如下:1.开展了不同超温时刻t_pre下的超温蠕变试验,并对其蠕变特性及变形机制进行了研究。从测试所得数据分析得到材料微观结构所发生的细微变化及演化规律,揭示超温对材料蠕变性能影响的细微观机理。引入连续损伤演化和材料硬化,通过内部变量位错密度和基体通道宽度,在晶体塑性理论的框架下提出了一个改进的蠕变本构模型。对镍基单晶高温合金在不同t_pre下的超温... 

【文章来源】：西北工业大学陕西省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：148 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

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西北工业大学博士学位论文4图1.2 典型飞行任务剖面图图1.3 超载迟滞效应示意图：（a）载荷谱；（b）裂纹长度；（c）裂纹扩展速率本论文针对目前先进航空发动机广泛采用的镍基单晶合金，开展超温、超载蠕变试验，通过 SEM 和 TEM 等观测实验设备揭示超温蠕变及超载蠕变过程中的微观组织演化规律，研究镍基单晶高温合金在复杂环境下的变形行为及微观组织演化的细观机理。结合晶体塑性理论，揭示超温时刻、超温温度和超温时间三种不同的超温状态对蠕变损伤演化的影响机理，提取损伤演化过程中的基体通道宽度和位错密度、强化相体积分数等特征量，建立超温对蠕变寿命的影响模型。

4图1.2 典型飞行任务剖面图图1.3 超载迟滞效应示意图：（a）载荷谱；（b）裂纹长度；（c）裂纹扩展速率本论文针对目前先进航空发动机广泛采用的镍基单晶合金，开展超温、超载蠕变试验，通过 SEM 和 TEM 等观测实验设备揭示超温蠕变及超载蠕变过程中的微观组织演化规律，研究镍基单晶高温合金在复杂环境下的变形行为及微观组织演化的细观机理。结合晶体塑性理论，揭示超温时刻、超温温度和超温时间三种不同的超温状态对蠕变损伤演化的影响机理，提取损伤演化过程中的基体通道宽度和位错密度、强化相体积分数等特征量，建立超温对蠕变寿命的影响模型。

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3533806