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电子束焊接工艺对镍基合金Nimonic 80A微观结构、拉伸性能、疲劳和断裂属性影响研究

电子束焊接工艺对镍基合金Nimonic 80A微观结构、拉伸性能、疲劳和断裂属性影响研究

张宏a,黄崇湘b,官忠伟c,李久凯a,刘永杰a,陈荣华d,王清远a,*

a(四川大学 破坏力学与工程防灾减灾四川省重点实验室 四川 成都 )

b(四川大学 空天学院,四川 成都 )

c(成都大学机械学院, 成都 )

d(湖南大学 汽车车身先进设计制造国家重点实验室, 长沙 )

本文研究的目的是评估室温下镍基合金Nimonic 80A母材和电子束焊接接头的旋转弯曲高周疲劳性能和裂纹扩展行为。利用扫描电镜对高周疲劳和裂纹扩展断裂表面进行了分析研究。为了更好地理解电子束焊接工艺对疲劳性能的影响,母材与焊接接头的微观结构,微观硬度和拉伸性能也进行了评估分析。研究发现,焊接接头的拉伸属性,硬度和高周疲劳性能均低于母材金属的。通过对失效表面观察分析发现在高应力幅下疲劳裂纹萌生于材料表面;而在低应力幅下裂纹萌生于次表面。同时利用概率统计方法研究了疲劳失效寿命和极限寿命的概率。通过裂纹扩展试验获得了裂纹扩展速率曲线,研究发现焊接接头的疲劳裂纹扩展速率要高于母材金属的,导致焊缝处疲劳强度要低于母材,并拟合了具体的裂纹扩展速率公式。电子束焊接工艺引起的焊缝处强度不匹配是导致焊接接头疲劳扩展门槛值降低的主要因素。

(a)焊缝示意图

(b)焊缝与母材的裂纹扩展曲线

J. Mater. Eng. Perform, 2018,27: 89-98. (通讯作者:王清远,E-mail: )。

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