DD6单晶合金蠕变特性及断裂机理

在500MPa、900℃和300MPa、1000℃两种环境条件下,通过实验研究了[001]、[011]、[111]三种取向的镍基单晶合金DD6的蠕变特性及断裂机理。结果表明:DD6单晶高温合金蠕变性能具有明显的晶体取向相关性,在相同的温度和应力条件下,三种取向的单晶合金寿命差别很大,温度是影响[001]取向单晶合金蠕变寿命的主要因素,而应力则是影响[011]和[111]取向单晶合金蠕变寿命的主要原因。同时,晶体取向和实验条件的不同,都会使最小蠕变率发生变化,随着温度的升高,不同取向晶体的各向异性减弱,相同条件下,[111]取向最大蠕变量最大,[001]取向次之,[011]取向最小。而晶体取向对断裂机理有直接的影响,[001]、[111]取向DD6单晶合金的断裂是由微孔引起的断裂,[011]取向的DD6单晶合金在900℃、500MPa条件下的蠕变断裂为滑移断裂,1000℃、300MPa条件下的断裂为滑移面断裂和韧窝断裂二者兼有的混合型断裂。

GH3230高温合金氩弧焊接接头的组织与高温性能

通过扫描电镜、高温拉伸试验机和高温蠕变试验机等对GH3230高温合金钨极氩弧焊接接头的显微组织和高温性能进行了研究。结果表明:焊缝组织主要由平衡凝固γ-FeCrNiC镍基固溶体、少量的颗粒状γ′-Ni3Al和MC碳化物组成,呈等轴树枝状;热影响区的组织与母材的相当,但晶粒更粗大;焊接接头具有良好的高温性能,其在927℃下的高温抗拉强度为244MPa,与母材的相当,在927℃和62MPa下的高温蠕变寿命为38.82h,高于母材的;高温拉伸和高温蠕变试验后的接头断口形貌与母材的基本一致,分别为韧窝型和沿晶断裂。

冷挤压对钛合金紧固结构件的耐久性影响研究

对Ti-6Al-4V钛合金冷挤压紧固结构件进行试验和理论研究。由断口金相数据得到选定裂纹参考尺寸下的裂纹萌生时间(TTCI)分布,基于裂纹扩展方程,通过改变参考裂纹尺寸和当量初始缺陷尺寸(EIFS)的上界进行优化得到表征原始疲劳质量的当量初始缺陷尺寸(EIFS)分布,确定当量初始缺陷尺寸额定值。以概率断裂力学耐久性分析方法得到可靠度95%和选定经济修理极限下的经济修理寿命,从而为冷挤压工艺用于结构紧固件强化的经济修理提供理论依据。

全复材机翼桁条的结构布局和尺寸对刚度的影响分析

利用薄壁结构力学剖面计算的理论，通过计算获得全复合材料机翼的扭转和弯曲刚度及刚心位置，并进一步研究了桁条的结构布局对机翼整体结构刚度的影响。结果表明：机翼的剖面刚度随桁条的尺寸和分布的变化而改变，桁条最佳间距为130-150mm。该内容的研究为复合材料飞机机翼结构设计和气动弹性分析提供了重要依据。

GH3230高温合金热变形行为及本构模型研究

采用高温拉伸试验研究了GH3230合金在温度1144－1273 K、应变速率1×10^-3－1×10^-1s^-1条件下的热变形行为。计算了变形激活能,并采用Zener-Hollomon参数法构建合金的高温变形的本构关系。结果表明：温度和应变速率对GH3230合金的高温力学性能有显著影响,流变应力随变形温度的升高而降低,随着应变速率的增加而升高。GH3230合金的高温流变行为可用Zener-Hollomon参数的双曲正弦函数来描述,热变形材料常数为：A=5.179×10^16s^-1,a=0.0088,n=3.9893,并计算出合金的平均变形激活能Q=455.203 k J·mol^-1,且变形激活能更容易受到应变速率的影响。扫描电镜（SEM）断口分析表明GH3230合金在高温下（1144－1273 K）应变率范围为1×10^-3－1×10^-1s^-1时的拉伸断裂都是由损伤引起的韧性断裂,且温度对断口形貌影响不大,但应变速率增大会使韧窝尺寸和深浅变小。