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粉末高温合金由于其组织均匀、晶粒小、无宏观偏析,使其具有良好的持久蠕变和疲劳性能,成为先进发动机涡轮盘、挡板的首选材料。粉末高温合金涡轮盘寿命预测包括萌生寿命预测、小裂纹扩展寿命预测和长裂纹扩展寿命预测。小裂纹扩展特性不同于长裂纹,关于粉末高温合金小裂纹行为的研究较少,本论文针对粉末高温合金的小裂纹扩展特性和寿命预测开展了研究。本文以FGH96粉末高温合金为研究对象,开展了原位疲劳试验方法、疲劳小裂纹扩展速率试验方法下的疲劳小裂纹研究,获得了裂纹扩展过程数据,分析了裂纹萌生特点、扩展路径,观察分析了裂纹不同阶段的断裂特征,计算裂纹扩展速率和应力强度因子范围,利用不同的小裂纹表达模型进行扩展寿命的计算。利用高温原位疲劳试验和HB7705-2001中规定的试验方法分别开展了疲劳小裂纹试验,并对其扩展寿命进行预测,结果表明:采用有效裂纹长度模型对原位试样的裂纹扩展寿命预测的效果比采用HB7705-2001中小裂纹应力强度因子表达式对单边缺口试样的裂纹扩展寿命预测的效果差。高温原位疲劳试验和疲劳小裂纹扩展速率试验的裂纹扩展速率分析可知,裂纹扩展速率随着裂纹长度的增加先振动上升后趋于稳定,裂纹扩展速率在低应力强度因子范围区的波动性大、较分散。疲劳小裂纹萌生和扩展特性为:高温下在缺口根部或划痕处产生一个或多个裂纹源,这些小裂纹绝大部分时间的扩展都是独立的,有些裂纹扩展一段后停止扩展形成非扩展裂纹,有些裂纹扩展过程中与其他裂纹汇合,疲劳小裂纹的扩展路径较为曲折。裂纹萌生后,有不同的扩展方式,开展多种扩展方式分析,但在分析过程中应该表征裂纹的扩展路径、体现其物理内涵,才能较准确的预测其扩展寿命。SENT3试样是萌生裂纹后向两侧扩展的,利用扩展充分的一侧代表裂纹数据,预测的扩展寿命与试样的扩展寿命接近。这种方法是沿着裂纹扩展方向进行的分析,具有物理意义,且裂纹长的一侧穿透试样的一侧后整个试样断裂。高温试验条件下疲劳小裂纹扩展速率不同于长裂纹扩展速率,将小裂纹的应力强度因子范围?K与裂纹扩展速率da/dN分别取对数,发现da/dN随着?K的增大先增大,然后逐渐稳定最后趋向于长裂纹的da/dN;而长裂纹扩展速率几乎呈现稳定上升趋势。在相同的?K下,小裂纹的扩展速率高于长裂纹扩展速率;材料呈现明显的小裂纹效应,且在门槛值附近更为明显;小裂纹应力强度因子在低于长裂纹应力强度因子门槛值?Kth时仍能发生扩展。小裂纹和长裂纹在相同应力强度因子幅值作用下出现裂纹扩展速率差别的主要原因是两者的裂纹闭合程度不同,对于小裂纹扩展寿命的预测,必须采用有效裂纹长度驱动?Keff而不是名义应力强度因子?K。利用NEWMAN塑性诱导的闭合模型对小裂纹的应力强度因子范围进行修正后,将得到的小裂纹的?Keff与da/dN取对数,发现其扩展规律可以用Paris公式的形式进行表述,即da/dN=C(?Keff)n。