[发明专利]镍基单晶高温合金蠕变模型参数确定与蠕变寿命预测方法

说明书

本公开实施例提供了一种镍基单晶高温合金蠕变模型参数确定与蠕变寿命预测方法，镍基单晶高温合金蠕变模型参数确定方法包括：提供一目标试验件；对所述目标试验件在预设温度下进行多次蠕变试验，获取多次蠕变试验的试验数据；根据所述试验数据确定蠕变曲线；根据所述蠕变曲线确定不同应力条件下稳态蠕变阶段的蠕变速率；根据所述蠕变速率、晶体塑性理论，通过拟合确定所述预设温度下的蠕变模型参数。本公开得到的蠕变参数可以模拟任意应力条件下的蠕变曲线，且该方法可以应用于任意温度下的蠕变参数确定，结果可靠。

技术领域

本公开涉及材料技术领域，具体而言，涉及一种镍基单晶高温合金蠕变模型参数确定与蠕变寿命预测方法。

背景技术

叶片结构在服役环境中主要承受轴向的离心荷载作用，由离心力导致的蠕变失效与疲劳失效是造成叶片破坏的主要原因。近年来科研工作者对镍基单晶高温合金及等轴晶的蠕变与疲劳行为进行了大量的研究。

筏化过程中微观结构的演化决定了单晶合金高温服役环境中的宏观力学性能，Pearson等将筏化过程视为增强单晶合金[001]取向蠕变行为的硬化过程，认为其抑制攀移γ'相的位错活动，大大增加对蠕变变形的阻力。

然而，也有很多的研究认为筏化过程中强化相的定向粗化是一种软化行为，使得单晶合金高温下的机械性能弱化。由此可见，对γ/γ'两相的高温性能及γ'相筏化行为提供的蠕变抗力缺乏足够的研究。需要大量的试验数据才可以拟合得到蠕变参数，并且不一定适用于所有应力条件。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开实施例的目的在于提供一种镍基单晶高温合金蠕变模型的参数确定与蠕变寿命预测方法，能够得到任意应力条件下的蠕变寿命。

本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。

根据本公开的一个方面，提供了一种镍基单晶高温合金蠕变模型参数确定方法，该确定方法包括：

提供一目标试验件；

对所述目标试验件在预设温度下进行多次蠕变试验，获取多次蠕变试验的试验数据；

根据所述试验数据确定蠕变曲线；

根据所述蠕变曲线确定不同应力条件下稳态蠕变阶段的蠕变速率；

根据所述蠕变速率、晶体塑性理论，通过拟合确定所述预设温度下的蠕变模型参数。

在本公开的一种示例性实施例中，对所述目标试验件在预设温度下进行多次蠕变试验，包括：

对所述目标试验件在预设温度下进行至少三种以上不同应力的蠕变试验。

在本公开的一种示例性实施例中，根据所述试验数据确定蠕变曲线，包括：

以时间为横坐标，应变为纵坐标，确定蠕变曲线。

在本公开的一种示例性实施例中，根据所述蠕变曲线确定不同应力条件下稳态蠕变阶段的蠕变速率，包括：

选取稳态蠕变阶段试验曲线，将曲线对时间求导，确定每种不同应力条件下稳态蠕变阶段的蠕变速率。

在本公开的一种示例性实施例中，根据所述蠕变速率、晶体塑性理论，通过拟合确定所述预设温度下的蠕变模型参数，包括：

根据晶体塑性理论中公式：

其中，为蠕变速率，Q为激活能，R为气体常数，T为绝对温度，τ^α为滑移系α的分切应力，A为第一蠕变参数，n为第二蠕变参数；