气膜孔分布对DD6单晶高温合金高周疲劳断裂行为的影响

发布时间：2018-02-17 08:36

  本文关键词： DD单晶高温合金 气冷叶片 气膜孔 疲劳性能 断裂行为　出处：《材料工程》2017年04期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：利用带不同电液束加工气膜孔分布的DD6单晶气冷叶片模拟试样,研究其在常温下的高周疲劳性能,并对试样断口及断口侧面形貌进行宏观与微观观察。结果表明:在相同的实验条件下,气膜孔的存在对试样高周疲劳寿命的影响较大,无孔试样的平均寿命约为带3排孔试样的4倍,但是气膜孔布局对疲劳寿命的影响相对较小。通过断口宏观与微观观察发现,无孔试样呈线源特征,而1~3排孔试样裂纹均从气膜孔附近起源,呈多源特征。根据断口和晶体学理论推测,对于无孔、1排孔和多排孔试样的中间部位,裂纹沿{001}滑移面扩展;而对于多排孔试样的上下2排孔孔周的裂纹沿{111}滑移面扩展。采用有限元方法分析4种不同试样孔边应力场的分布规律,数值模拟分析结果与试样的断裂位置及形貌吻合。
[Abstract]:The high cycle fatigue properties of DD6 single crystal gas-cooled blades with different electro-hydraulic beams were studied at room temperature. The results show that the existence of gas film holes has a great influence on the high cycle fatigue life of the specimens under the same experimental conditions. The average life of the samples without pores is about 4 times that of the samples with three rows of holes, but the effect of the pore layout on the fatigue life is relatively small. Through the macroscopic and microscopic observation of the fracture surface, it is found that the pore free samples show linear source characteristics. On the other hand, the cracks of 1 and 3 row pore samples originated from the gas film orifice, showing multi-source characteristics. According to the fracture and crystallographic theory, the crack propagates along the {001} slip plane for the middle part of the sample with no hole or one row hole. However, the cracks around the upper and lower two rows of holes in multi-row specimens are propagated along the {111} slip plane. The distribution of stress field around the holes of four different specimens is analyzed by finite element method. The results of numerical simulation are in agreement with the fracture position and morphology of the specimens.
【作者单位】： 北京航空材料研究院;航空材料检测与评价北京市重点实验室;
【基金】：航空科学基金资助项目(2015ZE21004)
【分类号】：TG132.3

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本文编号：1517656