高温氧化对粉末高温合金微观结构和疲劳性能影响研究 |
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引用本文: | 张禄,余志伟,陈阳,张磊成,江荣,田高峰,宋迎东.高温氧化对粉末高温合金微观结构和疲劳性能影响研究[J].推进技术,2024(1):190-205. |
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作者姓名: | 张禄 余志伟 陈阳 张磊成 江荣 田高峰 宋迎东 |
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作者单位: | 1. 南京航空航天大学能源与动力学院;2. 北京航空材料研究院先进高温结构材料重点实验室 |
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摘 要: | 为了探究涡轮盘用粉末高温合金表面氧化对其低周疲劳性能的影响,分别针对第三代镍基粉末高温合金的粗晶(Coarse grain,CG)和细晶(Fine grain,FG)材料开展氧化时间对其疲劳性能影响机理的研究。通过在700℃空气环境下开展不同时长的高温预氧化实验和低周疲劳(Low-cycle fatigue,LCF)实验,使用SEM和EDS表征LCF断口、表面氧化层结构成分及其强化相形貌变化,揭示LCF裂纹萌生机理。实验结果表明,氧化层厚度随氧化时间而增加,氧元素以氧化侵入的形式进入基体;相同氧化时间下,CG抗氧化性能优于FG;疲劳裂纹萌生于氧化侵入和亚表面夹杂物等应力集中部位,在实验温度下LCF寿命受氧化作用和夹杂物共同影响;高温氧化作用下氧化层呈现分层结构,外层为NiO,中间层为含有Cr2O3,TiO2等复杂氧化物及尖晶石相(NiCr2O4)的混合层,内层为Al2O3;CG二次γ’相氧化后平均尺寸增加,FG二次γ’相平均尺寸没有明...
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关 键 词: | 涡轮盘 镍基粉末高温合金 低周疲劳寿命 高温氧化 强化相 |
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