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喷丸与CuNiIn涂层复合处理对高温合金榫试样微动疲劳性能的影响
1
作者
方修洋
宫健恩
+3 位作者
曹晓英
俞延庆
李定骏
蔡振兵
《中国表面工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第4期89-97,共9页
汽轮机叶片榫结构接触部位易发生微动疲劳失效,但行业内仍缺乏有效解决措施,因此开展了不同载荷下不同表面改性技术处理后10705BX铁基高温合金榫结构微动疲劳试验研究。分别对原始未处理(AS)、喷丸处理(SP)及喷丸与CuNiIn涂层复合处理(...
汽轮机叶片榫结构接触部位易发生微动疲劳失效,但行业内仍缺乏有效解决措施,因此开展了不同载荷下不同表面改性技术处理后10705BX铁基高温合金榫结构微动疲劳试验研究。分别对原始未处理(AS)、喷丸处理(SP)及喷丸与CuNiIn涂层复合处理(SC)的10705BX铁基高温合金榫结构试样的微动疲劳性能进行测试分析,在微动疲劳试验前后,对原始、喷丸处理及复合处理后的10705BX铁基高温合金的表截面形貌、断口形貌及力学性能进行表征分析。结果表明:原始、喷丸处理和复合处理试样表面粗糙度Sa分别为0.08、3.38和13.65μm。喷丸处理后表面硬度提高了16%,加工硬化层深度约为80μm,微动疲劳寿命相较原始试样提高了7.8倍。复合处理的涂层平均厚度约为50μm,微动疲劳寿命相较原始试样提高了4.2倍,相比较喷丸处理来说,复合处理后材料的微动疲劳寿命提升较弱。原始、喷丸处理和复合处理试样的裂纹均为多疲劳源萌生,但是喷丸和复合处理后的裂纹源数量明显减少。喷丸处理和复合处理后裂纹的扩展速率均显著提高。喷丸后试样表层获得加工硬化层并且引入残余压应力,主要提升了裂纹萌生寿命。喷丸处理及喷丸与CuNiIn涂层复合处理方法有望成为提升汽轮机叶片服役寿命的重要备选途径。
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关键词
10705BX高温合金
喷丸
CuNiIn涂层
复合处理
微动疲劳
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职称材料
GH4169高温合金激光冲击强化层微观结构和微动疲劳行为研究
被引量:
1
2
作者
俞延庆
周留成
+3 位作者
宫健恩
方修洋
周杰
蔡振兵
《表面技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第10期38-48,共11页
目的提高GH4169镍基高温合金的微动疲劳寿命。方法利用激光冲击强化(LSP)技术对GH4169高温合金榫试样进行表面强化处理并研究其微动疲劳性能。借助激光共聚焦显微镜(LCSM)、X射线衍射仪(XRD)、电子背散射衍射(EBSD)、显微硬度计、X射线...
目的提高GH4169镍基高温合金的微动疲劳寿命。方法利用激光冲击强化(LSP)技术对GH4169高温合金榫试样进行表面强化处理并研究其微动疲劳性能。借助激光共聚焦显微镜(LCSM)、X射线衍射仪(XRD)、电子背散射衍射(EBSD)、显微硬度计、X射线应力分析仪、光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)及高频疲劳试验机,对激光冲击强化前后的GH4169高温合金的微观组织、硬度、残余应力、微动疲劳寿命、断口形貌和裂纹扩展情况进行分析。结果激光冲击强化后表面硬度提高了17.3%,硬化层深度约为0.63 mm,表面残余压应力为331.5 MPa。经激光冲击强化后变形层中晶粒未发生明显细化,表明激光诱导冲击波主要引起GH4169高温合金中位错的形成而不是位错的运动。在20 kN峰值载荷下,尽管强化后的断裂机制没有发生明显的变化,但是强化后榫试样的微动疲劳寿命比未处理的试样提高了827%,裂纹从多疲劳源转变为单疲劳源,裂纹萌生位置从表面转移到距表面234μm的次表面,激光冲击强化显著提升了GH4169的萌生抗力和扩展速率,扩展区域的疲劳条带间距从未处理的0.50μm增加到了强化后的1.01μm,这可能与残余应力的突变与松弛有关。结论在激光冲击强化后获得硬化层和残余应力场共同影响下,GH4169高温合金榫试样的微动疲劳寿命得到了显著提升。
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关键词
GH4169高温合金
激光冲击强化
微观结构
微动疲劳
断口形貌
裂纹扩展
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职称材料
题名
喷丸与CuNiIn涂层复合处理对高温合金榫试样微动疲劳性能的影响
1
作者
方修洋
宫健恩
曹晓英
俞延庆
李定骏
蔡振兵
机构
西南交通大学机械工程学院
西南交通大学轨道交通运维技术与装备四川省重点实验室
东方汽轮机有限公司长寿命高温材料国家重点实验室
出处
《中国表面工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第4期89-97,共9页
基金
四川省科技计划(2022JDJQ0019,2022ZYD0029)
中央高校基本科研业务费GF培育(2682023GF024)资助项目。
文摘
汽轮机叶片榫结构接触部位易发生微动疲劳失效,但行业内仍缺乏有效解决措施,因此开展了不同载荷下不同表面改性技术处理后10705BX铁基高温合金榫结构微动疲劳试验研究。分别对原始未处理(AS)、喷丸处理(SP)及喷丸与CuNiIn涂层复合处理(SC)的10705BX铁基高温合金榫结构试样的微动疲劳性能进行测试分析,在微动疲劳试验前后,对原始、喷丸处理及复合处理后的10705BX铁基高温合金的表截面形貌、断口形貌及力学性能进行表征分析。结果表明:原始、喷丸处理和复合处理试样表面粗糙度Sa分别为0.08、3.38和13.65μm。喷丸处理后表面硬度提高了16%,加工硬化层深度约为80μm,微动疲劳寿命相较原始试样提高了7.8倍。复合处理的涂层平均厚度约为50μm,微动疲劳寿命相较原始试样提高了4.2倍,相比较喷丸处理来说,复合处理后材料的微动疲劳寿命提升较弱。原始、喷丸处理和复合处理试样的裂纹均为多疲劳源萌生,但是喷丸和复合处理后的裂纹源数量明显减少。喷丸处理和复合处理后裂纹的扩展速率均显著提高。喷丸后试样表层获得加工硬化层并且引入残余压应力,主要提升了裂纹萌生寿命。喷丸处理及喷丸与CuNiIn涂层复合处理方法有望成为提升汽轮机叶片服役寿命的重要备选途径。
关键词
10705BX高温合金
喷丸
CuNiIn涂层
复合处理
微动疲劳
Keywords
10705BX superalloy
shot peening
CuNiIn coating
composite processing
fretting fatigue
分类号
TG156 [金属学及工艺—热处理]
TB114 [理学—概率论与数理统计]
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职称材料
题名
GH4169高温合金激光冲击强化层微观结构和微动疲劳行为研究
被引量:
1
2
作者
俞延庆
周留成
宫健恩
方修洋
周杰
蔡振兵
机构
西南交通大学机械工程学院
空军工程大学航空工程学院等离子体动力学重点实验室
出处
《表面技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第10期38-48,共11页
基金
国家科技重大专项(2017-VII-0003-0096-1、J2019-IV-0014-0082)
国家自然科学基金(51875574、U2067221)
四川省科技项目(22JCQN0111)。
文摘
目的提高GH4169镍基高温合金的微动疲劳寿命。方法利用激光冲击强化(LSP)技术对GH4169高温合金榫试样进行表面强化处理并研究其微动疲劳性能。借助激光共聚焦显微镜(LCSM)、X射线衍射仪(XRD)、电子背散射衍射(EBSD)、显微硬度计、X射线应力分析仪、光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)及高频疲劳试验机,对激光冲击强化前后的GH4169高温合金的微观组织、硬度、残余应力、微动疲劳寿命、断口形貌和裂纹扩展情况进行分析。结果激光冲击强化后表面硬度提高了17.3%,硬化层深度约为0.63 mm,表面残余压应力为331.5 MPa。经激光冲击强化后变形层中晶粒未发生明显细化,表明激光诱导冲击波主要引起GH4169高温合金中位错的形成而不是位错的运动。在20 kN峰值载荷下,尽管强化后的断裂机制没有发生明显的变化,但是强化后榫试样的微动疲劳寿命比未处理的试样提高了827%,裂纹从多疲劳源转变为单疲劳源,裂纹萌生位置从表面转移到距表面234μm的次表面,激光冲击强化显著提升了GH4169的萌生抗力和扩展速率,扩展区域的疲劳条带间距从未处理的0.50μm增加到了强化后的1.01μm,这可能与残余应力的突变与松弛有关。结论在激光冲击强化后获得硬化层和残余应力场共同影响下,GH4169高温合金榫试样的微动疲劳寿命得到了显著提升。
关键词
GH4169高温合金
激光冲击强化
微观结构
微动疲劳
断口形貌
裂纹扩展
Keywords
GH4169 superalloy
laser shock peening
microstructure
fretting fatigue
fracture morphology
crack propagation
分类号
V261.8 [航空宇航科学与技术—航空宇航制造工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
喷丸与CuNiIn涂层复合处理对高温合金榫试样微动疲劳性能的影响
方修洋
宫健恩
曹晓英
俞延庆
李定骏
蔡振兵
《中国表面工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
0
下载PDF
职称材料
2
GH4169高温合金激光冲击强化层微观结构和微动疲劳行为研究
俞延庆
周留成
宫健恩
方修洋
周杰
蔡振兵
《表面技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
1
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职称材料
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