含缺陷试样的制备及疲劳裂纹扩展真实路径还原方法技术

本发明专利技术提供含缺陷试样的制备及疲劳裂纹扩展真实路径还原方法，包括：制备设有热节的棒状铸件并加工成试棒；对试棒采用中断疲劳测试保存未断裂的试棒的疲劳裂纹及其扩展路径；将试棒沿加载方向进行切割，得到n个薄片试样；还原方法包括：分别对n个薄片试样进行测试；逐渐增大载荷，直到观察到中断疲劳测试前疲劳交变载荷下开裂的裂纹扩展路径并获取图片；再逐渐增加载荷直到断裂，原位观测裂纹扩展路径；对获得n张图片进行三维叠加处理，区分试棒中疏松缺陷、Laves相和碳化物，还原出含缺陷高温合金试棒中疲劳裂纹扩展真实路径。本发明专利技术使含缺陷高温合金疲劳裂纹扩展真实路径成为可能，为含缺陷高温合金铸件疲劳性能精准预测提供基础。

【技术实现步骤摘要】
含缺陷试样的制备及疲劳裂纹扩展真实路径还原方法
本专利技术涉及高温合金力学性能研究领域，具体地，涉及含缺陷高温合金试样的制备及疲劳裂纹扩展真实路径还原方法。
技术介绍
高温合金具有优良的高温强度、抗氧化耐腐蚀性能、优异的抗疲劳性能和组织稳定性，是现代国防建设和国民经济发展不可取代的关键结构材料，广泛应用于制造航空发动机的关键结构件。新一代高推重比航空发动机对结构设计要求非常苛刻，要求大量采用高结构效率的整体化、轻量化、空心薄壁化和精密化等复杂结构，这促使高温合金铸件向大型复杂薄壁方向发展。然而，随着铸件尺寸增加，壁厚差增大以及大面积薄壁增多，高温合金铸件中不可避免的会出现或多或少的显微疏松。具有复杂空间结构的显微疏松减少了铸件承力截面积，造成局域应力集中，降低铸件的力学性能，尤其是疲劳性能，导致关键承力铸件过早的疲劳失效破坏，降低了设计容限，严重降低航空发动机可靠性。近期有报道，美国航空公司波音767-300型客机，在起飞过程发生严重的右发动机非兼容性破坏，初步调查显示事故与关键高温合金部件内部含缺陷导致其疲劳寿命小于设计寿命有关。显微疏松作为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含缺陷高温合金同步辐射原位观察薄片试样制备方法，其特征在于：包括：/n制备设有热节的棒状铸件，将所述棒状铸件经机械加工得到试棒，其中，所述棒状铸件内部缺陷大小、形貌分别通过调节所述热节的大小、形状来改变；/n对所述试棒进行疲劳性能测试，采用中断疲劳测试保存未断裂的试棒的疲劳裂纹及其扩展路径；将所述试棒沿加载方向定位，采用线切割进行切片，切割完毕后，得到同一个试棒的n个薄片试样，即获得含缺陷高温合金同步辐射原位观察薄片试样。/n

【技术特征摘要】
1.一种含缺陷高温合金同步辐射原位观察薄片试样制备方法，其特征在于：包括：
制备设有热节的棒状铸件，将所述棒状铸件经机械加工得到试棒，其中，所述棒状铸件内部缺陷大小、形貌分别通过调节所述热节的大小、形状来改变；
对所述试棒进行疲劳性能测试，采用中断疲劳测试保存未断裂的试棒的疲劳裂纹及其扩展路径；将所述试棒沿加载方向定位，采用线切割进行切片，切割完毕后，得到同一个试棒的n个薄片试样，即获得含缺陷高温合金同步辐射原位观察薄片试样。


2.根据权利要求1所述的含缺陷高温合金同步辐射原位观察薄片试样制备方法，其特征在于：所述将所述棒状铸件经机械加工得到试棒之后，以及对所述试棒进行疲劳性能测试之前，还包括：
对所述试棒进行三维无损检测，筛选出含不同显微疏松特征的试棒。


3.根据权利要求2所述的含缺陷高温合金同步辐射原位观察薄片试样制备方法，其特征在于：所述对试棒进行三维无损检测，筛选出含不同显微疏松特征的试棒，包括：
采用图像处理再现所述试棒内部显微疏松3D形貌及其空间分布特征，并对显微疏松的尺寸、位置和形貌特征进行分析，得到含有不同显微疏松特征的试棒。


4.根据权利要求1所述的含缺陷高温合金同步辐射原位观察薄片试样制备方法，其特征在于：所述制备设有热节的棒状铸件，包括：
采用熔模铸造工艺制备所述棒状铸件，所述热节设置于所述棒状铸件轴向的中部。


5.根据权利要求4所述的含缺陷高温合金同步辐射原位观察薄片试样制备方法，其特征在于：所述热节为圆形、...

【专利技术属性】
技术研发人员：康茂东，王俊，朱鸥，吴贇，鞠江，周阳，高海燕，孙宝德，
申请(专利权)人：上海交通大学，江苏中超航宇精铸科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31