日本物质材料研究研究所关于钛合金的平均应力(应力比)对高循环疲劳特性影响的研究
2016-06-21 09:07:14 作者:本网整理 来源:网络 分享至:

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    液体氢涡轮泵的作用是通过吸入大量的液体氢来进行升压。叶轮属于泵的旋转部件,它利用离心力和压力差使叶片根部产生大的弯曲应力。因此,掌握平均应力(应力比)对低温下高循环疲劳特性的影响是很重要的。根据在常温和77K时的平均应力对具有代表性的钛合金----Ti-6Al-4VELI合金锻造材和实际叶轮用的Ti-5Al-2.5SnELI合金锻造材在107循环时的疲劳特性影响的调查结果可知,在常温状态下,在Ti-6Al-4VELI合金的修正的古德曼图线中,当左右时为安全区域,但当时就变为危险区域。关于该合金在常温时与平均应力的这种特异的相互关系,以往没有报道过。从修正的古德曼线图来看,在77K时的拉伸强度和的107循环时的疲劳强度比常温时的高,结果修正的古德曼线图的移动会与高应力和高应力振幅侧基本平行。与常温一样,的附近区域为安全区域。但是,当时,疲劳强度会比常温时更高一些,从修正的古德曼线图可知,77K比常温更危险。也就是说,可以确认Ti-6Al-4VELI锻造材的高循环疲劳强度与平均应力有特异的相互关系,其特异关系在低温时表现得更加明显。


    在常温状态下,Ti-5Al-2.5SnELI合金(b)的107循环时的疲劳强度基本处于修正的古德曼线上,无论在何种应力比情况下,都可以采用修正的古德曼线图进行推测。另一方面,从修正的古德曼线图来看,在77K时的拉伸强度比常温时的高,但的107循环时的疲劳强度比常温时的低。尤其是,当时,疲劳强度比常温时的低,看不到与静态强度上升对应的疲劳强度的上升。在77K时的修正的古德曼线图中,附近的高应力比区域被评价为安全区域,但的区域则被推测为危险区域。在77K时,Ti-5Al-2.5SnELI合金的拉伸-拉力载荷下的107循环时的疲劳强度比根据疲劳极限线图推测的强度更低,这种现象与Ti-6Al-4VELI合金的相同,但可以说时的高循环疲劳特性与温度的相互关系是不同的。由于Ti-5Al-2.5SnELI合金的孪晶变形与低温疲劳时的变形和断裂有关,这是否可以认为该合金的高循环疲劳特性与温度有相互关系,因此需要进一步调查。另外,关于两种钛合金中确认的平均应力特异的相互关系,为弄清其机理,应着重对相(hcp结构)中容易产生的滑移变形和孪晶变形与温度的相互关系进行研究。

 

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责任编辑:刘洋

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