定向凝固高温合金断口截面分析金相显微镜

定向凝固高温合金断口截面分析金相显微镜
温合金叶片的疲劳断裂    定向凝固和单晶高温合金目前主要用作航空发动机涡轮叶片，叶片的损坏一般不是由于静态应力或蠕变断裂引起，尤其在高性能的燃气涡轮发动机中，叶片的疲劳损伤特别是振动疲劳一直是发动机研制、改型和使用中密切关注的问题。涡轮叶片在正常情况下一般不会发生低周疲劳断裂失效，但当叶型设计不当、叶片表面或亚表面存在较大的缺陷如铸造等轴晶、再铸层、再结晶或受到意外过载损伤时，则有可能产生低周疲劳破坏。    应当指出，由于定向凝固和单晶高温合金弹性模量低且具有各向异性，因而具有优异的振动阻尼效果。同时，柱状晶、枝晶以及枝晶间细观甚至宏观单元及其构造的有机结合对控制振动具有良好的效果，如同抗地震一样，刚柔相结合的地壳结构具有较好的抗震性能。    鉴于此，再结晶层定向凝固高温合金叶片疲劳断裂的特点及提高定向凝固高温合金叶片抗力的技术措施含再结晶层定向凝固高温合金叶片的疲劳断口    定向凝固高温合金疲劳裂纹断口与其他合金疲劳断口一样，具有典型的三区特征，即疲劳源区、疲劳扩展区和瞬断区。疲劳源区与疲劳扩展区按其形成机理和特征的不同可分为两个阶段。    第一阶段是指疲劳裂纹萌生阶段和疲劳裂纹扩展的初期阶段。在交变应力作用下试样表面产生滑移挤出、挤入，裂纹沿滑移带的主滑移面萌生并向金属内部扩展。对于定向凝固高温合金，裂纹有时也易于沿表面纵向晶界的横断面或位于表面附近的碳化物与基体界面形成。滑移带中的主滑移面的取向与应力轴大致成，这时疲劳裂纹的扩展主要是切向应力的作用。对于体心立方或密排六方金属材料而言，这一阶段扩展的深度较浅，加之这一阶段扩展较慢，断面之间相互摩擦等原因，使得这一区域的断裂特征难以分辨。对于面心立方材料，如镍基高温合金尤其是不存在表面再结晶的定向凝固镍基高温合金，由于其晶粒远大于普通铸造