【摘 要】
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连续碳化硅纤维增强碳化硅基复合材料(SiCf/SiC)因其耐高温、抗氧化、高比强度、高比模量等优异性能，在航空航天领域具有非常广阔的应用前景，目前主要用于高性能发动机的热结构部件。在这些应用中，复合材料将在高温环境中经受循环加载。因此，对服务环境中的SiCf/SiC 复合材料的疲劳性能的全面了解对于这些材料的设计和寿命预测也是至关重要的。
【机 构】
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西北工业大学,超高温复合材料实验室,西安 710072
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连续碳化硅纤维增强碳化硅基复合材料(SiCf/SiC)因其耐高温、抗氧化、高比强度、高比模量等优异性能，在航空航天领域具有非常广阔的应用前景，目前主要用于高性能发动机的热结构部件。在这些应用中，复合材料将在高温环境中经受循环加载。因此，对服务环境中的SiCf/SiC 复合材料的疲劳性能的全面了解对于这些材料的设计和寿命预测也是至关重要的。
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承受循环载荷的材料会发生性能改变。轮轨接触条件下，车轮亚表面应力、应变、残余应力随循环周次而变化。有研究表明，普通车轮钢在服役过程中存在明显的循环软化现象，亚表面强度下降，材料塑性变形，引起亚表面裂纹的萌生与扩展，接触疲劳剥离。重载条件下，轮轨磨损加剧，接触损伤的几率增加，使车轮掉块、剥离等失效几率增大。
由于镍基高温合金的高温拉伸强度、高温蠕变抗力良好以及抗高温疲劳和热腐蚀性能优异，因此被广泛地用来制作在严苛的工作环境如航空、动力、石化等部门中需要承受高温、高速等的关键零部件。这些高温的零部件在使用的过程当中主要的失效形式之一为高温低周疲劳。本文分别在650℃和760℃温度下对Inconel 625合金的应变控制条件下的低周疲劳行为进行了研究，以期为Inconel 625合金的抗疲劳设计提供更为可
基于Kuguel 提出的高应力区(HSV)的概念，本文提出了一种修正的临界距离法，该方法能将临界距离法(TCD)的适用范围从高周疲劳推广到中低周疲劳.HSV 的疲劳失效机理为应力较高区域内的点对疲劳裂纹萌生贡献更多的可能性.当缺口附近区域内的应力超过临界应力时，则认为该区域为疲劳损伤区域.通过对SAE1045 进行疲劳极限实验，来验证该方法的准确性.
研究了原位脉冲电流对GH4169 合金高温拉伸变形及断裂行为的影响。结果 表明相同温度下拉伸变形，拉伸变形过程中施加脉冲电流，与常规高温拉伸相比，合金强度降低、延伸率增加。脉冲电流显著增强合金塑性变形能力。常规高温拉伸，合金断口呈典型的冰糖状花样特征形貌。施加脉冲电流拉伸变形，合金断口呈类似韧窝特征形貌。脉冲电流改变合金的断裂方式。
断口分离是高强度低合金钢拉伸和冲击实验中的普遍现象，一般将其归因于硫化物、杂质元素偏聚、晶界弱化、条带组织、细长晶粒、织构等。本研究通过研究板条晶界对板条内部位错运动的影响，发现位错主要沿着板条的平面内运动，且促进了板条组织的大角度转动。板条组织通过大角度转动，使其在颈缩后期发展成为与拉伸轴平行的组织。
金属材料的抗缺口疲劳损伤能力一般随着强度的提高及模量的降低而显著弱化,对于高强度低模量医用钛合金,这可能引发长期使用安全性的担忧。本文从疲劳S-N 曲线、断口形貌以及微观组织等方面对Ti-24Nb-4Zr-8Sn(质量分数％,简称Ti2448)合金的缺口疲劳行为进行研究,结果表明：在相同应力比下,Ti2448合金的疲劳缺口敏感度随着理论应力集中系数的增加而降低,合金的疲劳断口呈现出极度曲折的山峰状
本文选用310S 不锈钢为母材、Q235 钢为焊材的平板对接焊为原材料在旋转弯曲疲劳试验机上进行在700℃和800℃的高周疲劳试验(频率为50Hz)。不同温度下的S-N 曲线出现明显差异,700℃的疲劳强度比800℃疲劳强度大几十兆帕。疲劳裂纹均萌生于试样表面的热影响区和母材区。通过SEM 拍摄疲劳断口发现表面萌生由于热影响区和母材区表面滑移处的应力集中导致。
作为应用最为广泛的不锈钢，奥氏体304 不锈钢具有高塑性、易切削性以及良好耐蚀性等优点，但其较低的强度和较差的疲劳性能(尤其是高周疲劳性能)严重限制了其在更苛刻工况环境下的应用。因此，发展同时具有高强度、抗疲劳和抗腐蚀性能的奥氏体304 不锈钢是一项具有挑战性的课题。
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