【摘 要】
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在构件因承受疲劳载荷而发生的失效问题中,大约80％的时间要花费在小裂纹的萌生和扩展上.因此,疲劳小裂纹问题引起了疲劳工作者的广泛关注.但由于小裂纹问题的复杂性,绝大部分
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在构件因承受疲劳载荷而发生的失效问题中,大约80％的时间要花费在小裂纹的萌生和扩展上.因此,疲劳小裂纹问题引起了疲劳工作者的广泛关注.但由于小裂纹问题的复杂性,绝大部分研究工作仍集中在常温阶段,这显然是不利于深刻理解小裂纹的,因此有必要在高温状态下对小裂纹进行深入的研究.该文就是以高温疲劳表面小裂纹为研究对象,对镍基高温合金GH4049进行了小裂纹高温疲劳扩展试验.为了得到较宽范围的小裂纹扩展速率数据,也进行了长裂纹(大于1mm)的高温疲劳扩展试验.小裂纹和长裂纹疲劳扩展试验分别在650℃和700℃恒幅(应力比为-1)载荷下进行,采用的试样分别为单边缺口试样和中心裂纹试样.采用中断试验和复型技术相结合的方法实现了对高温疲劳小裂纹的观测与分析,同时还用扫描电镜(SEM)进行了断口分析及小裂纹扩展路径的观察.该论文在前半部分着重对单裂纹系统进行了研究.试验结果表明:高温长裂纹的扩展速率总体上呈上升趋势,温度越高,长裂纹的扩展速率越大;单条小裂纹的扩展速率趋势是先快后慢,且温度升高,扩展速率反而下降.这与小裂纹的闭合效应有关,在700℃小裂纹的氧化诱发闭合效应比650℃时明显.该文后半部分对高温疲劳多裂纹进行了研究,发现在疲劳寿命前期是以裂纹萌生为主的均匀损伤,后期则为以裂纹扩展、合并为主的局部化损伤.
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