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本文標(biāo)題："鋼鐵材料的碳化物-疲勞裂紋檢測(cè)光學(xué)顯微鏡"
新聞來(lái)源：未知 發(fā)布時(shí)間：2016-8-9 1:45:59 本站主頁(yè)地址：http://m.vndmy.cn
鋼鐵材料的碳化物-疲勞裂紋檢測(cè)顯微鏡
疲勞裂紋擴(kuò)展
疲勞裂紋在再結(jié)晶層內(nèi)部或再結(jié)晶層與基體界面上萌生后，裂
紋以沿枝晶間穿枝干的形式向內(nèi)擴(kuò)展。這是由于定向凝固高溫合金
消除了宏觀的橫向晶界，縱向晶界平行于應(yīng)力軸，裂紋擴(kuò)展方向與
應(yīng)力軸垂直，故在一般情況下，長(zhǎng)距離的沿晶擴(kuò)展不大可能。但在
葉片斷裂過(guò)程中，當(dāng)裂紋沿垂直應(yīng)力軸方向擴(kuò)展一段距離后，由于
葉片不可避免地存在扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，因而發(fā)生沿縱向晶界的斷裂，地面
燃?xì)廨啓C(jī)定向凝固葉片的斷裂中經(jīng)常發(fā)生縱向晶界斷裂的方式。因
此，疲勞裂紋由再結(jié)晶層擴(kuò)展至定向凝固高溫合金基體后，其擴(kuò)展
的快慢主要受定向凝固高溫合金顯微組織的影響。一般來(lái)說(shuō)，影響
定向凝固高溫合金裂紋擴(kuò)展的主要因素有：枝晶間距以及碳化物形
態(tài)與分布。
關(guān)于顯微組織對(duì)裂紋擴(kuò)展的影響，如碳化物的影響，以往的研
究多集中在鋼鐵材料研究上，鋼鐵材料的碳化物主要是Fe3c型，研
究表明，細(xì)小、圓滑、均勻分布的碳化物對(duì)裂紋擴(kuò)展的阻礙效果較
好，這是因?yàn)榧?xì)小均布的碳化物有較強(qiáng)的彌散強(qiáng)化作用，可使材料
的變形抗力增大，從而使裂紋擴(kuò)展速率減慢。對(duì)于定向凝固高溫合
金，碳化物一般為鑄態(tài)下初生的MC型碳化物以及固溶時(shí)效態(tài)后次生
的M6C、M23 C6型化合物。一般來(lái)說(shuō)，由于順序凝固工藝的影響，
初生碳化物尺寸一般較粗大，同時(shí)硬度較高、塑性較差，在外力的
作用下自身會(huì)發(fā)生開裂或在與基體的界面處發(fā)生開裂，也就是說(shuō)初
生碳化物可使疲勞裂紋加速擴(kuò)展。初生碳化物在固溶過(guò)程中的重新
析出有利于改變外力作用下碳化物開裂的傾向。次生的M6C、M23 C
6型通過(guò)熱處理工藝，可呈顆粒狀或針狀分布，一般來(lái)說(shuō)，晶內(nèi)分
布的次生碳化物對(duì)疲勞裂紋的阻礙作用要高于晶界。
枝晶間距對(duì)定向凝固高溫合金疲勞裂紋擴(kuò)展的影響，主要表現(xiàn)
在擴(kuò)展路徑的影響上。枝晶間距小，疲勞裂紋擴(kuò)展時(shí)，就必須穿過(guò)
較多與應(yīng)力軸相互平行的、強(qiáng)度較高的枝干區(qū)才能繼續(xù)擴(kuò)展，所以
小的枝晶間距可以減緩裂紋擴(kuò)展的速度，延長(zhǎng)擴(kuò)展階段的壽命。但
另一方面，由于定向凝固高溫合金葉片工作溫度較高，葉片的蠕變
變形不可忽視，枝晶間距小，晶界面積相對(duì)較多，高溫蠕變性能會(huì)
有所弱化。因此從裂紋擴(kuò)展抗力和蠕變抗力兩方面考慮，定向凝固
高溫合金葉片的枝晶間距應(yīng)控制在一定的范圍內(nèi)。
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