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GH3030鎳基高溫合金的低周疲勞試驗
發布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.jshcn.cn
更新時間：2014-12-11
GH3030合金是80Ni-20Cr固溶強化型高溫合金，在800℃以下具有良好的熱強性和塑性，并具有良好的抗氧化、熱疲勞、冷沖壓和焊接工藝性能。
GH3030合金是80Ni-20Cr固溶強化型高溫合金，在800℃以下具有良好的熱強性和塑性，并具有良好的抗氧化、熱疲勞、冷沖壓和焊接工藝性能。該合金經固溶處理后為單相奧氏體，使用過程中組織穩定，主要應用于在800℃以下工作的渦輪發動機燃燒室部件，以及在1100℃以下要求抗氧化、承受很小載荷的其它高溫部件。
在實際服役條件下，航空發動機中的熱端部件由于長期承受高溫及復雜交變載荷的作用，容易產生高應力（應變）水平的低周疲勞損傷現象，因此高溫應變疲勞所造成的損傷成為了影響此類構件使用壽命的一個不容忽視的因素。目前，關于GH3030合金在軸向加載和非對稱疲勞載荷作用下疲勞性能差異的報道很少。因此，研究人員在600℃、不同應變比（-1和0.1）下對該合金進行了低周疲勞試驗，研究了應力-應變滯后回線、循環應力響應行為、應變壽命以及斷口形貌，有助于更加全面和深入地了解GH3030合金的高溫低周疲勞行為，以期為合金的實際應用提供支持。
試驗所用材料為高溫合金GH3030鍛件，熱處理制度為1000℃保溫125min，空冷。在EHF-EA10型液壓伺服疲勞試驗機上，按GB/T?15428-2008《金屬材料軸向等幅低循環疲勞試驗方法》進行低周疲勞試驗。采用軸向應變控制，引伸計的標距為12㎜，通過石英刀口與試樣接觸測試標距內的應變，載荷波形為三角波，應變比R為-1和0.1，應變范圍為0.4%～1.44%，試驗溫度為600℃，通過爐內電阻絲輻射加熱試樣，由分布于標距附近的熱電偶監控溫度，溫度波動控制在±2℃之內。各試驗均進行至試樣斷裂為止。斷裂后的試樣經超聲波清洗，用掃描電鏡觀察斷口形貌。試驗結果如下：
（1）在應變比為0.1和-1時，在高應變水平下，GH3030合金的高溫低周疲勞表現出明顯的循環硬化現象；在低應變水平下，則表現為先軟化后硬化的現象。
（2）在應變比為0.1和-1時，其應力-應變滯后回線的形狀比較接近。只是應變比為0.1的應力-應變滯后回線沿應變軸發生了平移。
（3）在同一應變水平下，合金在不同應變比下的高溫低周疲勞壽命差別不是很明顯；應變比為0.1時的應力幅稍高于應變比為-1時的。
（4）不同應變比下的疲勞斷口裂紋擴展區均可見輪胎花樣的特征。
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