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GH3030镍基高温合金的低周疲劳试验
发布人：上海艾荔艾金属材料有限公司www.shailiai.com
更新时间：2014-12-11
GH3030合金是80Ni-20Cr固溶强化型高温合金，在800℃以下具有良好的热强性和塑性，并具有良好的抗氧化、热疲劳、冷冲压和焊接工艺性能。
GH3030合金是80Ni-20Cr固溶强化型高温合金，在800℃以下具有良好的热强性和塑性，并具有良好的抗氧化、热疲劳、冷冲压和焊接工艺性能。该合金经固溶处理后为单相奥氏体，使用过程中组织稳定，主要应用于在800℃以下工作的涡轮发动机燃烧室部件，以及在1100℃以下要求抗氧化、承受很小载荷的其它高温部件。
在实际服役条件下，航空发动机中的热端部件由于长期承受高温及复杂交变载荷的作用，容易产生高应力（应变）水平的低周疲劳损伤现象，因此高温应变疲劳所造成的损伤成为了影响此类构件使用寿命的一个不容忽视的因素。目前，关于GH3030合金在轴向加载和非对称疲劳载荷作用下疲劳性能差异的报道很少。因此，研究人员在600℃、不同应变比（-1和0.1）下对该合金进行了低周疲劳试验，研究了应力-应变滞后回线、循环应力响应行为、应变寿命以及断口形貌，有助于更加全面和深入地了解GH3030合金的高温低周疲劳行为，以期为合金的实际应用提供支持。
试验所用材料为高温合金GH3030锻件，热处理制度为1000℃保温125min，空冷。在EHF-EA10型液压伺服疲劳试验机上，按GB/T 15428-2008《金属材料轴向等幅低循环疲劳试验方法》进行低周疲劳试验。采用轴向应变控制，引伸计的标距为12㎜，通过石英刀口与试样接触测试标距内的应变，载荷波形为三角波，应变比R为-1和0.1，应变范围为0.4%～1.44%，试验温度为600℃，通过炉内电阻丝辐射加热试样，由分布于标距附近的热电偶监控温度，温度波动控制在±2℃之内。各试验均进行至试样断裂为止。断裂后的试样经超声波清洗，用扫描电镜观察断口形貌。试验结果如下：
（1）在应变比为0.1和-1时，在高应变水平下，GH3030合金的高温低周疲劳表现出明显的循环硬化现象；在低应变水平下，则表现为先软化后硬化的现象。
（2）在应变比为0.1和-1时，其应力-应变滞后回线的形状比较接近。只是应变比为0.1的应力-应变滞后回线沿应变轴发生了平移。
（3）在同一应变水平下，合金在不同应变比下的高温低周疲劳寿命差别不是很明显；应变比为0.1时的应力幅稍高于应变比为-1时的。
（4）不同应变比下的疲劳断口裂纹扩展区均可见轮胎花样的特征。
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