基于高温合金加工表面完整性的低周疲劳寿命预测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于高温合金加工表面完整性的低周疲劳寿命预测方法，包括以下步骤：进行高温合金试样低周疲劳试验，获取疲劳寿命与总应变幅值数据，在双对数坐标系下绘制疲劳寿命与总应变幅值关系图；选择低周疲劳试验后的高温合金试样，垂直于试样进行轴向切割取样，将取样镶嵌在黑色镶嵌树脂中，进行机械抛光，使取样表面粗糙度至微米级，再进行表面化学腐蚀以测量表面的平均面积均方根；选择疲劳寿命试验试样，测量试样加工表面不平度；得到与高温合金平均晶粒面积均方根有关的疲劳寿命预测模型：对疲劳寿命预测模型进行考虑加工表面不平度影响的公式修正，建立所述基于表面完整性的高温合金试样低周疲劳寿命预测模型。

【技术实现步骤摘要】
基于高温合金加工表面完整性的低周疲劳寿命预测方法
本专利技术涉及高温合金试样疲劳寿命预测
，具体涉及一种基于高温合金加工表面完整性的低周疲劳寿命预测方法，适用于航空航天、核工业、化工等产业中使用的高温合金材料。
技术介绍
高温合金由于具有出色的高温强度、耐热腐蚀性、高温抗氧化性和在高温下的抗疲劳性能，因此是制造高温高载荷、高低温交变频繁、高速气流冲刷等极端服役环境下工作装备热端零件的关键工程材料。常用高温合金按基体元素可分为镍基、钴基和铁基三类高温合金。其中镍基高温合金综合性能最优，已被广泛应用于航空航天发动机热端零件，特别是涡轮盘的制造。但高温合金对应力集中、应变率非常敏感，作为热端零件在实际工作中服役环境复杂、载荷历程多变，会受到机械应力和热应力的反复耦合作用，极易产生低周疲劳而失效。高温合金零件的低周疲劳失效将造成装备故障，引起严重经济损失，甚至威胁到操作人员的生命安全，因此亟待对镍基高温合金低周疲劳寿命进行精准预测。已有的高温合金低周疲劳寿命预测方法可以分为两类：一类是基于高温合金试样的疲劳寿命试验数据进行回归拟合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于高温合金加工表面完整性的低周疲劳寿命预测方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1.进行高温合金试样低周疲劳试验，获取疲劳寿命与总应变幅值数据，在双对数坐标系下绘制疲劳寿命与总应变幅值关系图；/nS2.选择低周疲劳试验后的高温合金试样，垂直于试样进行轴向切割取样，对取样表面进行处理，使取样表面粗糙度至微米级，再进行表面化学腐蚀以测量表面的平均面积均方根；/nS3.选择疲劳寿命试验试样，测量试样加工表面不平度；/nS4.基于步骤S1中的疲劳寿命与总应变幅值关系图以及相关计算，得到与高温合金平均晶粒面积均方根有关的疲劳寿命预测模型：对疲劳寿命预测模型进行考虑加工表面不平度影响的公式修正，建立...

【技术特征摘要】
1.基于高温合金加工表面完整性的低周疲劳寿命预测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.进行高温合金试样低周疲劳试验，获取疲劳寿命与总应变幅值数据，在双对数坐标系下绘制疲劳寿命与总应变幅值关系图；
S2.选择低周疲劳试验后的高温合金试样，垂直于试样进行轴向切割取样，对取样表面进行处理，使取样表面粗糙度至微米级，再进行表面化学腐蚀以测量表面的平均面积均方根；
S3.选择疲劳寿命试验试样，测量试样加工表面不平度；
S4.基于步骤S1中的疲劳寿命与总应变幅值关系图以及相关计算，得到与高温合金平均晶粒面积均方根有关的疲劳寿命预测模型：对疲劳寿命预测模型进行考虑加工表面不平度影响的公式修正，建立所述基于表面完整性的高温合金试样低周疲劳寿命预测模型。


2.如权利要求1所述的基于高温合金加工表面完整性的低周疲劳寿命预测方法，其特征在于，在步骤S1中，在双对数坐标系下，疲劳寿命与总应变幅值为线性函数关系，在笛卡尔坐标系下得到二者的幂函数关系式(1)：
Nf＝a(Δε-m)-b(1)
在式(1)中，Nf为疲劳寿命，Δε为总应变幅值，a、b和m为待确定系数。


3.如权利要求2所述的基于高温合金加工表面完整性的低周疲劳寿命预测方法，其特征在于，步骤S1中所述的高温合金疲劳试验，应根据不同被加工试样高温合金材料选择合适的加工参数，同时应在不同的应力水平、应力比下进行试验，以通过对疲劳寿命与总应变幅值关系进行数据拟合，计算出公式(1)中的参数a、b。


4.如权利要求2所述的基于高温合金加工表面完整性的低周疲劳寿命预测方法，其特征在于，m值的计算方法：假设疲劳极限等于弹性极限，从而可以按式(2)计算得到m数值：



在式(2)中，ε-1为弹性应变极限，σ-1为疲劳极限，E为弹性模量。


5.如权利要求4所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘战强，姚共厚，王鑫，任小平，王兵，蔡玉奎，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37