● 摘要
在航空发动机中,高温合金的惯性摩擦焊接部件长时间服役于高温环境下,同时承受各种形式的载荷作用,工作环境恶劣,其工作可靠与否是设备寿命预测的关键环节,开展高温合金惯性摩擦焊焊接接头的高温力学性能研究对于航空发动机结构完整性具有重要的理论和实践意义。 本论文应用试验和数学统计的方法全面分析了GH4169的惯性摩擦焊接接头的高温力学性能,重点对蠕变和持久性能进行了系统研究。试验测定了GH4169母材和惯性摩擦焊接头的显微组织,常温和高温时的抗拉强度和屈服强度,595℃时不同应力下的蠕变曲线和650℃时的持久强度,分别得到母材和接头的组织晶粒度,稳态蠕变速率。研究结果表明,GH4169摩擦焊接焊缝处晶粒细于母材,接头的抗拉强度和屈服强度与母材相比均无明显变化。母材和接头的蠕变和持久性能均高于相应标准,在达到同一稳态蠕变速率时,接头能够承受的蠕变应力要略小于母材,而承受相同蠕变载荷时,母材更容易断裂。 在试验数据的基础上,应用统计回归方法得到GH4169母材和惯性摩擦焊接头的蠕变数学模型,并进行有限元模拟,分析了接头在蠕变过程中的应力、应变分布情况,为高温合金焊接部件的寿命预测和可靠性研究提供了基础。
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