镍基单晶合金

高温疲劳裂纹机理

原位观察对比了950℃和1050℃下疲劳裂纹的萌生与扩展路径差异，揭示了温度控制的变形机制转变。

周建力 · Wenjie, Gao · Ling'en, Liu · Tao, Yi · 江汶乡 · Wang, Jin · 张跃飞 · 张泽

Materials Characterization 2023

参数信息

试验温度

950 °C

试验温度

1050 °C

微裂纹长度范围

100 μm

技术优势

裂纹扩展模式可预测

论文给出950℃下裂纹以Stage I模式扩展、1050℃下以Stage II模式扩展的明确结论，为叶片寿命评估提供判据。

原位观察裂纹波动

通过原位扫描电镜发现100 μm以下微裂纹扩展呈现明显波动，且与微观组织和裂纹发展阶段密切相关。

应用场景

• 航空发动机单晶叶片：为叶片在950~1050℃下的疲劳寿命预测提供裂纹扩展模式判据。
• 高超音速热端部件：明确高温下裂纹由Stage I向Stage II转变，指导热端部件抗疲劳设计。
• 先进高温合金：揭示温度对裂纹扩展机制的控制规律，为合金微观组织优化提供依据。