摘要：研究了喷丸后单晶合金的表面完整性和高温缺口疲劳性能。喷丸后表面形貌采用白光干涉仪表征,扫描电镜,2个方向观察(平行于受喷表面和截面方向)高分辨透射电镜和电子背散射衍射分析,疲劳性能采用旋转弯曲疲劳模式表征。采用旋转弯曲疲劳极限表征了强化增益作用,并与喷丸显微组织建立联系。结果表明,在760℃到850℃区间,喷丸强化较原始加工状态的疲劳极限增益达到14.8%,主要原因是高密度的缠结位错、加工硬化和晶粒错配。此外,通过表面应力集中系数计算表明,即使在平均粗糙度Ra升高的基础上,喷丸强化后表面应力集中系数也降低。

摘要：为了实现DD3单晶合金叶片的优质连接,采用专为DD3设计的XH4A中间层合金,对DD3进行了TLP扩散焊试验。在1240℃/4h的规范下扩散焊,并在焊后按母材热处理制度进行固溶时效处理,可获得致密完整的DD3合金扩散焊接头,焊缝组织与母材类似,接头760℃和900℃拉伸强度达到母材性能指标,760℃和1040℃持久强度分别达到母材性能指标的90%和80%。还研究了扩散焊热循环对母材组织性能的影响,结果表明,DD3合金经1240℃/4h热循环后,再按母材标准热处理制度进行固溶时效处理,其组织和性能与标准热处理态完全相同。研究的DD3合金TLP扩散焊工艺可用于DD3合金实际叶片构件的连接。

摘要：计算分析指出对于以滑移为基本变形机理的镍基单晶合金，受拉扭外载的薄壁圆筒试样其滑移分切应力沿周向不再均匀分布，平板剪切试样其受剪面处于正应力和剪应力共用作用，都不适宜作为复杂应力状态试样。带缺口双剪试样适合于模拟复杂应力状态，但缺口的大小和形状影响受剪面的应力分布。本文在数值计算的基础上，给出了最适宜的试样尺寸及变形量的计算公式；针对国产DD3单晶，进行了初步的试验。

摘要：利用ANSYS有限元结构分析软件的参数化设计语言APDL和用户可编程特性UPFs,将考虑拉-剪耦合效应的镍基单晶合金屈服准则和弹塑性本构模型集成到ANSYS软件中,实现对镍基单晶合金弹塑性有限元应力-应变场的分析。对温度为680℃的[001]、[011]和[111]3种取向的DD3镍基单晶合金试样进行单向拉伸热弹塑性应力-应变数值模拟,并与试验数据进行对比,最后,对单晶涡轮盘片进行循环应力应变分析。

摘要：分析了单晶合金化学成分的特点和成分设计应该考虑的因素,结合国内外低Re单晶合金的研发和应用情况,指出使用低Re单晶合金是重型燃气轮机透平叶片用材的发展趋势,并给出国内重型燃气轮机透平叶片用低Re合金的研发建议。

摘要：镍基单晶高温合金的微观组织在长时高温服役下会发生粗化和筏化等微结构演化,导致力学性能衰减,影响航空发动机的服役寿命.文章研究了粗化和筏化镍基单晶DD6合金的低周疲劳行为,通过高温热暴露和预蠕变处理分别制备了粗化和筏化合金,针对具有不同微结构状态的合金开展了980℃下的等温低周疲劳试验,发现粗化和筏化合金的疲劳寿命相比初态合金显著下降.基于电子扫描显微镜和光学显微镜对试件断口表面进行了微观表征,揭示了筏化组织对低周疲劳损伤机理的影响.裂纹扩展路径受微结构状态影响,相比初态合金,粗化和筏化合金中I型微裂纹会更早发生偏折,沿晶体学面扩展而导致更早的疲劳失效.基于组构张量及其张量分解方案对合金的微结构进行了量化表征,提取了微结构的特征参数,进一步提出了一种新的微结构敏感的等温疲劳寿命预测模型.通过分别关联γ-基体相和γ′-强化相组构张量的独立分量,解耦了粗化和筏化对寿命的影响.在新模型中,γ/γ′微结构形态对低周疲劳的影响得到了较好描述,预测结果的准确性和保守性得到了显著提高.研究结果可为工程中镍基单晶涡轮叶片的强度设计和寿命评估提供理论指导.

摘要：ＤＤ３单晶合金是我功第一代单晶合金，它不含Ｔａ、Ｒｅ、Ｈｆ，力学性能与美国单晶合金ＰＷＡ１４８０相当，在密度、比强度、热处理窗口及成本等方面优于ＰＷＡ１４８０，该合金已用作某型号发动机的涡轮叶片，经受了长期试车考验。

摘要：针对涡轮叶片考核部位的寿命问题,介绍了DD6单晶涡轮叶片热机疲劳试验方法。通过设计感应线圈进行高频感应加热,实现某一工作状态下涡轮叶片考核截面温度场模拟,同时使用U型铁氧体精细调节温差;通过设计的二位移调节机构控制拉伸载荷,实现涡轮叶片考核截面由离心载荷和气动载荷引起的应力场模拟。在保证内冷空气流量的条件下,进行了DD6单晶涡轮叶片热机疲劳试验,实现了涡轮叶片寿命预测方法的试验验证,同时为工程设计提供了试验依据。

摘要：分析了新型发动机燃烧室高压涡轮外环块铸件的结构、铸造工艺因素对单晶铸件再结晶缺陷的影响,设计了DD5和DD6两种二代单晶高温合金定向凝固单晶铸造的试验方法,研究了典型单晶铸件DD6单晶合金高压涡轮外环块的再结晶缺陷类型和形成机理。通过采取优化工序流程、优化产品结构、增加工艺补贴等措施,将该高压涡轮外环块的再结晶缺陷从95%降低到10%以下,极大提升了单晶铸件的单晶完整性及产品合格率,降低了研制成本,提高了该铸件高温力学性能及使用可靠性。