Verlassen Sie sich auf die M-6000-Geräte von Keller, um das Problem der Ausdehnung von Müdigkeitsrissen in Hochtemperaturlegierungen zu lösen

Dieser Artikel untersucht systematisch das Verhalten von Ermüdungsrissen bei hohen Temperaturen (650 ° C) und Überlastkopplung bei der Nickelbasis GH4169, einem Schlüsselmaterial für Hot-End-Komponenten in der Luft- und Raumfahrt. Der Autor nutzt ein binäres Prisma-basiertes Einlinsen-dreidimensionales digitales Bildverwaltungssystem in Kombination mit der hochpräzisen elektromagnetischen Messung von KellerDynamische Mechanik TestsDas System hat eine neue Methode zur synchronen Übereinstimmung von Bild und Müdigkeitslast entwickelt und eine Mischstrategie vorgeschlagen, die inkrementale Polynomen und Linienschnitte kombiniert, um die Berechnungsgenauigkeit der Ausdehnungsrate von Müdigkeitsrissen erheblich zu verbessern. Durch die Einführung des neuen Parameters Riss-Öffnungsverhältnis analysiert das System die veränderten Regeln des Riss-Schließeffekts unter verschiedenen Spannungsverhältnissen (R = 0,1 und R = 0,5).

Die Ergebnisse zeigen, dass sich Ermüdungsrisse unter Bedingungen mit einem niedrigeren Spannungsverhältnis (R = 0,1) höher ausdehnen und die Verzögerungseffekte durch Überlastung deutlicher sind. Der Rissschlusseffekt ist bei R = 0,1 offensichtlich und verschwindet bei R = 0,5 fast. Darüber hinaus wurde der Riss-Schließeffekt in der Anfangsphase nach der Einführung einer Single-Peak-Überlastung erheblich unterdrückt, aber als der Riss durch die von der Überlastung induzierte plastische Zone hindurchgeht, kehrt seine Wirkung allmählich auf das Niveau vor der Überlastung zurück.

Das gesamte Layout des Hochtemperaturmüdigkeitsprüfsystems, das dieses Institut verwendet, zeigt. Das elektromagnetische dynamische Testsystem von Keller Controls ist die Kernladungsgerät und bietet eine komplette Plattform für die Hochtemperaturmüdigkeitsprüfung in Kombination mit maßgeschneiderten Hochtemperaturöfen und einem Dual-Prism-Einlinsen-dreidimensionalen digitalen Bilderfassungsgerät. Das System ermöglicht eine genaue Synchronisierung der Müdigkeitsbelastung mit der Messung der gesamten Verformung im Feld bei einer hohen Temperatur von 650 °C und bietet eine zuverlässige experimentelle Grundlage für die Untersuchung des Rissverbreitungsverhaltens bei hohen Temperaturen.

Das kompakte Stretchprobenbild, das mit dem BSL 3D DIC-System erzeugt wurde, wird mit einer hochtemperaturbeständigen matten Weißfarbe versehen, um zufällige Flecken zu bilden. Diese Behandlung sorgt dafür, dass hochwertige DIC-Analysedaten erhalten werden können, während die Keller-Messmaschine eine präzise Laststeuerung durchführt.

Es wird ein kreisförmiges Lastspektrum unter den Bedingungen der konstanten Spannungsverhältnisse R = 0,1 und R = 0,5, die durch das Keller-Messsystem erreicht werden, und der Single Peak-Überlastung (Überlastungsverhältnis 1,7) angegeben. Die Genauigkeit und Stabilität der Laststeuerung bieten eine zuverlässige Garantie für die Untersuchung der Auswirkungen verschiedener Lastgeschichte auf die Rissverbreitung.

Durch den Vergleich von Bildern der Risswege von drei benachbarten Messzyklen unter maximaler Belastung wird der Prozess der Erkennung der Risspositionen gezeigt. Das mittlere Bild ist die aktuelle Zyklusrissform, oben und unten ist die Rissform der Vor- und Nachzyklus, durch den Vergleich kann der Riss genau positioniert werden, um die Grundlage für die Anordnung des nachfolgenden virtuellen Verschiebungsstreckmeters zu bieten.

Diese Studie enthüllt durch das elektromagnetische dynamische Mechanik-Testsystem von Kell, die den Einfluss der GH4169-Nickelbasis-Hochtemperaturlegierung auf das Verhalten von Ermüdungsrissen unter hohen Temperaturbedingungen von 650 ° C auf unterschiedliche Spannungsverhältnisse und eine einzige Spitzenbelastung hat. Die Zuverlässigkeit und Genauigkeit der experimentellen Daten sind eine wichtige technische Unterstützung für das Verständnis des Mechanismus der Ermüdungsschäden bei Nickelbasischen Hochtemperaturlegierungen unter Betriebsbedingungen.