金属学报

作者：张禄, 余志伟, 张磊成, 江荣, 宋迎东

单位：1南京航空航天大学 能源与动力学院 航空发动机热环境与热结构工业和信息化部重点实验室 南京 210016；2南京航空航天大学 能源与动力学院 江苏省航空动力系统重点实验室 南京 210016；3南京航空航天大学 能源与动力学院 机械结构力学及控制国家重点实验室 南京 210016

关键词：镍基高温合金,热机械疲劳,循环变形,黏塑性模型,有限元模拟,

基金：江苏省自然科学基金项目(BK20200450);中国博士后科学基金项目(2020TQ0144)

在0.6%和0.8%应变幅下，对镍基高温合金GH4169开展了温度循环为350~650℃的同相位(IP)和反相位(OP)热机械疲劳(TMF)实验。分析了TMF迟滞回线、循环应力响应行为、疲劳裂纹萌生和扩展行为以及疲劳寿命。实验结果表明，TMF应力-应变曲线呈现拉压不对称状态，高温半周有明显循环软化现象，相同应变幅状态下TMF寿命比峰值温度下的等温低周疲劳(LCF)寿命更短，且应变幅增大导致循环变形增大并降低疲劳寿命。结合断口分析发现，IP TMF裂纹表现为沿晶断裂，而OP TMF裂纹表现为穿晶断裂。最后使用Chaboche黏塑性模型模拟了TMF循环变形行为，模拟与实验结果较为吻合，能够反映TMF基本特征。

来源：2023年第7期

《金属学报》期刊编辑部

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