基于深度敏感壓痕技術研究鎳基超合金疲勞細觀力學性能.pdf

1、疲勞壽命預測技術的進一步發(fā)展要求對材料疲勞力學行為與損傷研究進入微細觀層次。本文圍繞深度敏感壓痕(depth-sensing indentation，DSI)技術，總結了一套測試和計算材料細觀力學性能的方法，并通過該方法研究了高溫低周疲勞鎳基超合金(GH4145/SQ)的細觀力學性能變化特征。
　　 首先，本文通過對鎳基超合金原始材料的壓入試驗，確定出DSI技術的具體試驗條件，并分析了該條件下材料力學性能的尺寸效應。結果表明：當

2、壓入載荷為500mN、峰值保持時間為15s和測試樣本數(shù)為17時，可保證無損測得材料的細觀力學性能，且尺寸效應可忽略不計，壓痕硬度服從正態(tài)概率分布。
　　 依據(jù)壓入試驗獲得的載荷-深度(F-h)曲線，對基于DSI技術計算材料細觀力學性能的5種代表性方法進行了計算分析，并通過與宏觀拉伸試驗結果相比較，確定出一種與宏觀力學數(shù)據(jù)較為一致的方法-“基于最大壓入深度的M.DAO法”，作為本文鎳基超合金高溫低周疲勞細觀力學性能的計算方法。

3、r>　　 應用DSI技術研究了鎳基超合金高溫低周疲勞壓痕參數(shù)(最大壓入深度、殘余深度、塑性功和彈性功)與細觀力學性能(硬度、屈服應力、彈性模量和應變硬化指數(shù))的統(tǒng)計變化特征，并和宏觀循環(huán)應力響應曲線進行了比較；采用金相顯微術測量了不同疲勞階段材料的細觀結構(滑移帶間距)。結果表明：在整個疲勞過程中，材料的硬度、屈服應力、彈性模量和應變硬化指數(shù)等細觀力學性能均服從正態(tài)概率分布。當應變幅恒定時，硬度和屈服應力隨循環(huán)周次增加增大，而彈性模量