在自行设计的微动疲劳试验装置上进行了各向异性镍基合金DD3和DZ125与粉末高温镍基合金FGH95配对接触的微动疲劳试验,对接触区域萌生裂纹的断口形貌进行了观察,分析了轴向和法向应力对微动疲劳寿命以及微动接触区最大等效应力(Von-Mises等效应力)、滑移幅值、法向应变幅值等微动疲劳参数的影响。结果表明:保持法向应力不变,增大轴向应力将会降低DD3和DZ125合金的微动疲劳寿命;保持轴向应力不变,法向应力对微动疲劳寿命的影响不如轴向应力的显著;微动接触区域的最大等效应力和法向应变幅值受法向应力和轴向应力的共同影响,而滑移幅值仅受轴向应力的影响。
所属栏目
试验研究
收稿日期
2013/9/182014/9/2
作者单位
石炜:南京航空航天大学能源与动力学院,南京 210016
温卫东:南京航空航天大学能源与动力学院,南京 210016
崔海涛:南京航空航天大学能源与动力学院,南京 210016
备注
石炜(1980-),男,湖北蕲春人,博士研究生。
引用该论文:
SHI Wei,WEN Wei-dong,CUI Hai-tao.Effects of Axial and Normal Stresses on Fretting Fatigue Properties of DD3 and DZ125 Nickel-based Alloys[J].Materials for mechancial engineering,2014,38(11):10～15
石炜,温卫东,崔海涛.轴向和法向应力对DD3和DZ125镍基合金微动疲劳性能的影响[J].机械工程材料,2014,38(11):10～15
参考文献
【1】
LIU B C, KANG J W, XIONG S M. A study on the numerical simulation of thermal stress during the solidification of shaped casting［J］.Science and Technology of Advanced Materials,2001,2(1):21-23.
【2】
DONG Yi-wei, BU Kun, DOU Yang-qing, et al. Determination of interfacial heat-transfer coefficient during investment-casting process of single-crystal blades［J］.Journal of Materials Processing Technology,2011,211(12):2123-2131.
【3】
YIN Ze-yong, CHENG Xiao-ming, YANG Zhi-guo, et al. Study on strength and life of anisotropic single crystal blade-part I: crystallographic constitutive models and applications［J］.Chinese Journal of Aeronautics,2001,14(1):18-23.
【4】
丁智平,陈吉平,尹泽勇,等.一种镍基单晶合金多轴低周疲劳损伤参量［J］.航空动力学报,2006,21(3):538-544.
【5】
石多奇,杨晓光,于慧臣.一种镍基单晶和定向结晶合金的疲劳寿命模型［J］.航空动力学报,2010,25(8):1871-1875.
【6】
周仲荣.关于微动磨损与微动疲劳的研究［J］.中国机械工程,2000,11(10):1146-1150.
【7】
卫中山,王珉,李亮,等.TC4合金微动疲劳损伤研究［J］.机械工程材料,2006,30(1):30-32.
【8】
朱旻昊,罗唯力,周仲荣.表面工程技术抗微动损伤的研究现状［J］.机械工程材料,2003,27(4):1-3.
【9】
徐进,阎兵,周仲荣,等.一种典型齿形紧配合面微动损伤机理研究［J］.中国机械工程,2002,13(17):1452-1454.
【10】
SZOLWINSKI M P, FARRIS T N. Observation, analysis and prediction of fretting fatigue in 2024-T351 aluminum alloy［J］.Wear,1998,221:24-36.
【11】
NEU R W. Progress in standardization of fretting fatigue terminology and testing［J］.Tribology International,2011,44:1371-1377.
【12】
石炜, 温卫东, 崔海涛. 微动疲劳加载装置的设计及其在典型合金上的应用［J］.机械工程材料,2014,38(1):11-14.
【13】
ASTM E2789-2010 Standard guide for fretting fatigue testing［S］.
【14】
《中国航空材料手册》编辑委员会.中国航空材料手册第2卷:变形高温合金 铸造高温合金［M］.北京:中国标准出版社,2001.
【15】
《中国航空材料手册》编辑委员会.中国航空材料手册第5卷:粉末冶金材料 精密合金与功能材料［M］.北京:中国标准出版社,2001.
【16】
FARRIS T N, MURTHY H. Fundamentals of fretting applied to anisotropic materials: high-temperature fretting fatigue of single-crystal nickel［R］.［S.l］:［s.n.］,2006.
【17】
ARORA P R, JACOB M S D, SAPUAN M S, et al. Experimetal evaluation of fretting fatigue test apparatus［J］.International Journal of Fatigue,2007,29:1328-1338.
【18】
SURESH S.材料的疲劳［M］.第2版.王中光,译. 北京: 国防工业出版社,1999.
