Page 20 - 理化检验-物理分册2019年第五期

李 勇, 等: GH３５３６ 合金的蠕变性能及蠕变行为

２．７ 蠕变断裂强度外推 ８１５ ℃ 下蠕变断裂时间为 ２０００h 时所对应的蠕变
工程设计中通常要求提供几千甚至几万小时的 断裂强度为５８MPa .需要注意的是, 由于时间温度
蠕变断裂强度, 如此长时间的蠕变断裂强度很难通 参数 P 与应力 σ 不是线性关系, 所以外推较长断裂
过试验直接获得, 一般都是通过提高试验温度或者 时间的蠕变断裂强度容易出现偏差, 通常外推蠕变
试验应力获得短时的蠕变断裂强度, 再根据蠕变断 断裂的时间不应超过试验最长断裂时间的 １０ 倍.
裂强度与温度、 应力的函数关系, 外推出长时蠕变断
裂强度. LＧM 参 数 法 是 较 为 常 用 的 外 推 方 法 [ １６ ] . ３ 结论
LＧM 参数法通过建立蠕变断裂时间t r 和温度 T 的 ( １ )在 ８１５ , ８５０ , ９００ ℃ 时的不同试验应力水平
参数P 与应力 σ 的函数关系, 利用该函数关系外推 下, GH３５３６ 合金稳态蠕变速率与应力的关系可以
目标温度和断裂时间所对应的应力即蠕变 断裂强 用幂律关系表示, 相应的应力指数分别为 ６．４ , ６．４ ,
), 常用的
度.时间温度参数的表达式为 T ( C＋l g t r ６．９ .根据应力指数判断 GH３５３６ 合金在本研究的
应力函数表达式为 试验温度和试验应力下的蠕变机制主要是位错的滑
P ( σ ) C ０ ＋C １ l g σ＋C ２ l gσ＋C ３ l gσ ( ６ ) 移和攀 移. 稳 态 蠕 变 速 率 和 蠕 变 断 裂 时 间 符 合
＝
３
２
因此 LＧM 参数法的蠕变断裂强度表达式为 [ ７ ] MonkanＧGrant关系.
)
T ( C ＋l g t r ＝C ０ ＋C １ l g σ＋C ２ l gσ＋C ３ l gσ ( ２ )蠕变试验过程中试样晶界和晶粒内部析出
３
２
( ７ ) 第二相粒子, 在晶界以及第二相颗粒处形成 R 型和
式中: C ０ C １ C ２ C ３ 为待定系数. W 型裂纹.根据蠕变损伤容许量以及蠕变断口的
, , ,
对式( ７ ) 进行整理, 即 形貌分析可推断, 上述试验条件下蠕变断裂过程发
２
３
１ l g σ l gσ l gσ 生微孔的聚集和长大, 最终因为颈缩造成试样断裂.
l g t r＝－C ＋C ０ ＋C １ ＋C ２ ＋C ３
T T T T ( ３ )采用 LＧM 参数法建立了蠕变断裂强度的外
( ８ )
推公式, 根据外推公式得到 GH３５３６合金８１５℃下蠕变
使用 Ori g in 软件, 根据最小二乘原理, 进行多 断裂时间为２０００h所对应的蠕变断裂强度为５８MPa .
元线性回归, 拟合出 C 为 １４．８ , C ０ 为 ５７１４６．６ , C １
参考文献:
为－４３９９６．５ , C ２ 为 １７７５０．６ , C ３ 为 －２７４２．６ , 其相
关指数 R 为 ０．９９８ . [ １ ] 中国航空材料 手 册 编 辑 委 员 会 ． 中 国 航 空 材 料 手 册
２
因此根据试验温度和 试 验 应 力 范 围, GH３５３６ [ M ] ． 北京: 中国标准出版社, ２００２．
合金的蠕变试验结果拟合得到的 LＧM 参数法蠕变 [ ２ ] 魏振伟, 陶春虎, 顾玉丽, 等 ．GH５３６ 镍基高温合金焊
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[ ３ ] 李家祥 ． 变形温度和变形量对 GH５３６ 合金晶粒组织
)
T ( １４．８＋l g t r ＝ ５７１４６．６－４３９９６．５l g σ＋
３
２
１７７５０．６l gσ－２７４２．６l gσ ( ９ ) 影响[ J ] ． 特钢技术, ２０００ ( ４ ): １７Ｇ１８．
[ ４ ] 李家祥, 张红斌 ． 热处理制度对 GH５３６ 合金晶粒度和
相应的 LＧM 曲线如图 ８ 所示.通过上述表达
式可以外推某一试验温度条件下规定蠕变断裂时间 性能的影响[ J ] ． 特钢技术, １９９９ ( ３ ): １５Ｇ１７．
[ ５ ] 刘浩, 王心美, 刘大顺, 等 ． 缺口对 GH３５３６ 镍基高温
所对应的蠕变断裂强度, 如: 代入 T ＝１０８８．１５ K
合金蠕 变 性 能 的 影 响 [ J ] ． 稀 有 金 属 材 料 与 工 程,
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