DD6单晶高温合金振动疲劳性能及断裂机理

装备环境工程第20卷第12期·20·EQUIPMENT ENVIRONMENTAL ENGINEERING2023年12月不同温度下DD6单晶高温合金的燃气热腐蚀行为研究杨丽媛，张骐，孙志华，刘明，赵明亮（北京航空材料研究院 航空材料先进腐蚀与防护航空科技重点实验室，北京 100095）摘要：目的研究DD6高温合金在650、800、950 ℃等3种典型温度的燃气热腐环境下的耐腐蚀性能。

方法采用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、能谱仪（EDS）等测试方法，研究不同温度下DD6高温合金的热腐蚀行为。

结果与结论随着温度的升高，合金的腐蚀速率呈逐渐增加的趋势。

当温度为650、800 ℃时，合金的腐蚀速率较小；当温度为950 ℃时，表面腐蚀产物明显剥落，腐蚀程度明显增加。

在650 ℃下，DD6合金的腐蚀层较薄，主要为NiO、Al2O3等氧化物。

在800、950 ℃下，腐蚀层分为2层，外层由2部分构成，最外侧为一薄层NiO和Co3O4等的混合物，次外层为相对疏松的NiO，内层为Al2O3和Cr2O3构成的相对致密的腐蚀层。

腐蚀层下方的基体中，出现了γ'相退化区，并且出现了明显的内硫化现象，加剧了热腐蚀作用。

关键词：DD6；单晶高温合金；燃气热腐蚀；微观形貌；内硫化中图分类号：TG132.3 文献标识码：A 文章编号：1672-9242(2023)12-0020-06DOI：10.7643/ issn.1672-9242.2023.12.003Hot Gas Corrosion Behavior of Single Crystal Superalloy DD6 at Different Temperature YANG Li-yuan, ZHANG Qi, SUN Zhi-hua, LIU Ming, ZHAO Ming-liang(Aviation Key Laboratory of Science and Technology on Advanced Corrosion and Protection for Aviation Material,AECC Beijing Institute of Aeronautical Materials, Beijing 100095, China)ABSTRACT: The work aims to study the corrosion resistance of DD6 super alloy in three typical hot gas corrosion environ-ments at 650 ℃, 800 ℃ and 950 ℃. The corrosion behavior of DD6 super alloy was investigated by X-Ray Diffraction, scan-ning election microscopy and energy dispersive X-ray spectrum (EDS). The hot corrosion rate of alloy increased with the in-crease of temperature. The hot corrosion rates at 650 ℃ and 800 ℃ were relatively low. Significant spallation of corrosion products and obvious corrosion occurred at 950 ℃. The corrosion layer of DD6 alloy at 650 ℃ was relatively thin, mainly composed of oxides such as NiO and Al2O3. The corrosion products were divided into two layers at 800 ℃ and 950 ℃. The outer layer consisted of two parts, the outermost layer was a mixture of a thin layer of NiO and Co3O4, the secondary layer was loose NiO and the inner layer was a relatively dense corrosion layer composed of Al2O3 and Cr2O3. The phase γ' degradation zone appeared in the alloy below the corrosion layer, and there was obvious internal vulcanization phenomenon which acceler-ated the hot corrosion.KEY WORDS: DD6; single crystal super alloy; hot gas corrosion; microstructure; internal vulcanization收稿日期：2023-10-29；修订日期：2023-12-11Received：2023-10-29；Revised：2023-12-11引文格式：杨丽媛, 张骐, 孙志华, 等. 不同温度下DD6单晶高温合金的燃气热腐蚀行为研究[J]. 装备环境工程, 2023, 20(12): 20-25. YANG Li-yuan, ZHANG Qi, SUN Zhi-hua, et al. Hot Gas Corrosion Behavior of Single Crystal Superalloy DD6 at Different Temperature[J]. Equipment Environmental Engineering, 2023, 20(12): 20-25.第20卷第12期杨丽媛，等：不同温度下DD6单晶高温合金的燃气热腐蚀行为研究·21·DD6单晶高温合金具有优异的综合力学性能（拉伸、持久、蠕变）和良好的抗氧化性，目前已广泛应用于航空发动机和燃气轮机关键热端部件[1-8]。

第一章1.应力-应变曲线（拉伸力-伸长曲线）。

拉伸力在Fe以下阶段，为弹性变形阶段，到达Fa后，试样开始发生塑性变形，最初试样局部区域产生不均匀屈服塑形变形，曲线上出现平台或锯齿，直至C点结束。

继而进入均匀塑形变形阶段。

达到最大拉伸Fb时，试样在此产生不均匀塑形变形，在局部区域产生缩颈。

最终，在拉伸力Fk处，试样断裂。

2.弹性变形现象及指标弹性变形：是可逆性变形，是金属晶格中原子自平衡位置产生可逆位移的反映。

弹性变形指标：①弹性模量，是产生100%弹性变形所需应力。

②弹性比功（弹性比能、应变比能），表示金属吸收弹性变形功的能力。

③滞弹性：在弹性范围内快速加载或卸载后，随时间延长产生附加弹性应变的现象。

④循环韧性：金属材料在交变载荷（振动）下吸收不可逆变形功的能力。

3.塑性变形现象及指标金属材料常见塑性变形方式主要为滑移和孪生。

滑移：金属材料在切应力作用下位错沿滑移面和滑移方向运动而进行切变得过程。

孪生：金属材料在切应力作用下沿特定晶面和特性晶向进行的塑性变形。

塑性变形特点：①各晶粒变形的不同时性和均匀性；②各晶粒变形的相互协调性。

塑性变形指标：⑴屈服强度，屈服强度及金属材料拉伸时，试样在外力不增加（保持恒定）仍能继续伸长时的应力。

屈服现象：金属材料开始产生宏观塑形变形的标志。

屈服现象相关因素：①材料变形前可动位错密度很小；②随塑性变形的发生，位错能快速增殖；③位错的运动速率与外加应力有强烈的依存关系。

屈服现象指标：规定非比例伸长应力；规定残余伸长应力；规定总伸长应力。

影响屈服强度因素：①内在因素：金属本性和晶格类型；晶粒的大小和亚结构；溶质元素；第二相。

②外在因素：温度、应变速率、应力状态。

⑵应变硬化：金属材料阻止继续塑形变形的能力，塑性变形是硬化的原因，硬化是结果。

⑶缩颈：韧性金属材料在拉伸试验时变形集中于局部区域的特殊现象，是应变硬化与截面减小共同作用的结果。

抗拉强度：韧性金属试样拉断过程中最大力所对应的应力。

哈尔滨工业大学材料科学与工程学科
第十三届博士生学术论坛
会议日程
注：参会博士生必须参加论坛全部议程，并于19日上午、下午报告开始前到本人所在会场秘书处签到；如无故缺席，本次中期检查视为无效；如有特殊情况，需提前向王宁老师和秦少华老师请假备案。

第一组 (物化+铸造)
地点：材料楼220
主席：黄永江
委员：方海涛隋解和李伟力孟祥龙李邦盛吴士平宁志良
第二组 (材料学)
地点：材料楼322
主席：郑明毅
委员：孙东立张学习王亚明黄陆军杨治华
第三组 (材料学+空间+光电)
地点：材料楼521
主席：王文
委员：邵文柱李保强黄小萧姜建堂吴宜勇国凤云张勇
主席：王国峰
委员：单德彬胡连喜王忠金刘钢徐永超徐文臣王春举
主席：闫久春
委员：冯吉才方洪渊刘会杰田艳红李卓然张丽霞
主席：黄永宪
委员：高洪明何鹏李俐群张广军陶汪。

金属断裂机理
金属断裂是指金属材料在外力作用下发生破裂或断裂的过程。

金属的断裂机理主要包括以下几种：
1. 脆性断裂：脆性断裂是指金属材料在受到外力作用下几乎没有可见的塑性变形就突然破裂。

脆性断裂主要由金属的晶体结构和缺陷引起，如晶界的弱化、镍效应等。

常见的脆性断裂包括贝氏体断裂、冷脆断裂等。

2. 韧性断裂：韧性断裂是指金属材料在受到外力作用下先经历一定的可见塑性变形，然后发生破裂。

韧性断裂主要由金属的晶体结构、析出物和晶界等因素影响。

常见的韧性断裂模式包括韧突型断裂、韧性断裂等。

3. 疲劳断裂：疲劳断裂是指金属材料在长时间受到周期性应力作用下发生的破裂。

疲劳断裂主要由金属的晶间滑移、晶界变形和微观裂纹的扩展等因素引起。

疲劳断裂常发生在受振动或循环应力作用下的金属构件中。

4. 腐蚀断裂：腐蚀断裂是指金属材料在受到腐蚀介质作用下发生的破裂。

腐蚀断裂主要由金属与环境介质之间的电化学反应引起，如应力腐蚀断裂、氢脆断裂等。

总之，金属断裂机理是一个复杂的过程，受到多种因素的综合影响。

为了提高金属材料的断裂强度和韧性，需要通过合理的合金设计、热处理和表面处理等方法来改善金属的断裂性能。

镍基单晶高温合金研究进展孙晓峰，金涛，周亦胄，胡壮麒（中国科学院金属研究所，沈阳 110016）摘要：单晶高温合金具有较高的高温强度、良好的抗氧化和抗热腐蚀性能、优异的蠕变与疲劳抗力、良好的组织稳定性和使用可靠性，广泛应用于涡轮发动机等先进动力推进系统涡轮叶片等部件。

由于采用定向凝固工艺消除了晶界，单晶高温合金明显减少了降低熔点的晶界强化元素，使合金的初熔温度提高，能够在较高温度范围进行固溶和时效处理，其高温强度比等轴晶和定向柱晶高温合金大幅度提高。

经过几十年的发展，单晶高温合金已经在合金设计方法、组织结构与力学性能关系、纯净化冶炼工艺和定向凝固工艺等方面取得了重要进展。

本文从单晶高温合金成分特点、合金元素作用、强化机理、力学性能各向异性、凝固过程及缺陷控制、单晶制备工艺等方面，简要介绍了单晶高温合金的主要研究进展。

关键词：单晶高温合金；强化机理；定向凝固；各向异性Research Progress of Nickel-base Single Crystal SuperalloysSun Xiaofeng, Jin Tao, Zhou Yizhou, Hu Zhuangqi(Institute of Metal Research, Chinese Academy of Sciences, Shenyang 110016, China)Abstract:Single crystal superalloys have been widely used to make turbine blades and guide vanes for aero-engines and industrial gas turbines because of improved strength, creep-rupture, fatigue, oxidation and hot corrosion properties as well as stable microstructure and reliability at high temperature environments. After removal of grain boundary by using directional solidification technique, grain boundary elements which decrease the incipient melting temperature were reduced remarkably in single crystal superalloys. Consequently, the solution and aging treatment of single crystal superalloys can be done at higher temperature due to the enhanced incipient melting temperature, and then the high temperature strength of single crystal superalloys is higher than that of equiaxed and directionally solidified superalloys. There were great progress on approach of alloy design, relationship between structure and mechanical performances, process of pure smelting and processing of directional solidification in the last decades. The present work reviews these progress from compositions of alloys, role of elements, mechanism of strengthening, anisotropy of mechanical properties, procedure of solidification, control of defects and processing of single crystal superalloys.Key words：single crystal superalloy；mechanism of strengthening；directional solidification；anisotropy of properties——————————————————基金项目：国家973计划项目（2010CB631206）通讯作者：孙晓峰，男，1964年生，研究员，博士生导师1引言高温合金（Superalloy）是以铁、镍、钴为基体的一类高温结构材料，可以在600℃以上高温环境服役，并能承受苛刻的机械应力。

收稿日期：2021-07-04基金项目：航空动力基础研究项目资助作者简介：刘甜甜（1985），女，硕士，高级工程师。

引用格式：刘甜甜，徐桂荣，迟天佐，等.航空关键动部件的开裂分析及检测应用[J].航空发动机，2023，49（4）：162-167.LIU Tiantian ，XUGuirong ，CHITianzuo ，et al.Cracking analysis and inspection application of aviation key moving part[J].Aeroengine ，2023，49（4）：162-167.第49卷第4期2023年8月Vol.49No.4Aug.2023航空发动机Aeroengine航空关键动部件的开裂分析及检测应用刘甜甜，徐桂荣，迟天佐，邓浩（航空工业哈尔滨飞机工业集团有限责任公司，哈尔滨150066）摘要：针对航空关键动部件生产制造及验收试验中出现的提前失效问题，采用多种疲劳失效分析方法和工具，进行了疲劳试验出现失效的原因分析，从宏观和微观分析、金相分析、能谱分析及疲劳试验过程中的应力分析等方面对产生的缺陷进行了系统研究。

了解了其疲劳开裂的原因，并对缺陷性质及零件制造工艺过程进行分析。

结果表明：应力集中区是最容易出现开裂的位置，也是检测的关键部位，要进一步加强在制件及在役件的表面缺陷的检测，细化其检测实施方式及关键控制点，是保证动部件试验质量的关键。

通过加强受力部位的无损检测，为及早发现和及时处理潜在的缺陷提供重要依据，从而降低关键动部件的试验失败的风险，提高产品试验质量及使用寿命，有助于其它机型更好地改进检测的设计要求及应用，为其提供了重要的依据和研究方向。

关键词：疲劳试验；关键动部件；应力集中；无损检测；表面裂纹；检测方法中图分类号：V263.6文献标识码：Adoi ：10.13477/ki.aeroengine.2023.04.021Cracking Analysis and Inspection Application of Aviation Key Moving PartLIU Tian-tian ，XU Gui-rong ，CHI Tian-zuo ，DENG Hao （AVIC Hafei Aviation Industry Co.，Ltd.，Harbin150066，China ）Abstract ：In response to the occurrence of premature failure in the manufacture and acceptance test of a key aviation moving part ，the causes of the failure in the fatigue test of the part were analyzed by using a variety of fatigue failure analysis methods and tools ，and the de⁃fects were systematically studied from macro and micro analysis ，metallographic analysis ，energy spectrum analysis and stress analysis during the fatigue test.The research revealed causes of the fatigue cracking ，and analyzed the nature of the defect and the manufacturing process of the part.The results show that the stress concentration area is the most prone to cracking and the key part of detection throughthe analysis of defect properties and parts manufacturing process.To ensure the test quality of moving parts ，it is crucial to further strength⁃en the detection of surface defects in both new parts and in-service parts ，and refine the detection methods and critical control points.By strengthening the non-destructive testing of stressed areas ，early detection and timely treatment of potential defects are made possible ，thereby reducing the risk of test failure of key moving parts ，improving product test quality and service life ，and helping other models bet⁃ter improve the design requirements and applications of testing ，providing an important basis and research direction.Key words ：fatigue test ；key moving parts ；stress concentration ；non-destructive testing ；surface cracks ；testing methods0引言近年来，在重复载荷作用下的结构疲劳断裂仍然是影响飞机结构安全性和可靠性的主要因素，飞机结构疲劳和断裂特性的研究一直是航空工程中最为复杂的问题之一。

振动疲劳基础入门：产品设计过程中的抗振性能优化及疲劳寿命评估振动疲劳基础知识振动基本概念振动是指物体沿一定路径往复运动的现象。

在机械系统中，振动是一种常见的运动形式，它可以是周期性的，也可以是非周期性的。

周期性振动包括正弦振动和余弦振动，而非周期性振动则表现为随机振动和瞬态振动。

振动的产生可以由各种各样的原因导致，如引擎的运转、地震、海浪等自然现象，或是人为因素如车辆行驶、建筑施工等。

振动的特征可以从频率、振幅、相位、波形等不同的方面进行描述。

疲劳失效疲劳失效是指结构在循环载荷作用下，逐渐产生微观结构的变化，导致结构在低于其承受静载强度的条件下发生破坏的现象。

疲劳失效通常发生在金属材料制成的结构中，是机械工程中一种常见的失效形式。

疲劳失效的原理主要是由于循环载荷作用下，材料内部的应力-应变循环会导致微观结构发生变化，如位错、滑移、微裂纹等。

这些微结构变化逐渐累积，最终导致材料出现宏观裂纹并发生破坏。

影响疲劳失效的因素包括材料本身的特性，如材料的强度、硬度、韧性等，同时也与循环载荷的大小、波形、频率等有关。

此外，环境因素如温度、湿度、介质等也会对疲劳失效产生影响。

振动疲劳实验振动疲劳实验是为了研究结构在振动载荷作用下的疲劳性能和疲劳失效机理而进行的实验。

实验的主要目的是确定结构的疲劳极限，了解结构的疲劳行为，以及探寻防止结构疲劳失效的措施。

振动疲劳实验通常采用振动台或激振器来对结构施加振动载荷。

实验过程中需要对结构的响应进行测量和记录，包括位移、速度、加速度、应力、应变等参数。

同时，还需要对结构进行无损检测，如超声检测、射线检测、磁粉检测等，以发现和评估结构的微观裂纹和宏观裂纹。

振动疲劳分析方法振动疲劳分析是根据实验数据和理论模型对结构的疲劳性能进行评估和预测的过程。

常用的振动疲劳分析方法包括：（1）理论分析法：根据材料的力学性能和结构的几何形状、尺寸等因素，建立疲劳分析的力学模型，推导出疲劳载荷谱和疲劳寿命计算公式。

直流电位法检测高温合金的疲劳裂纹扩展性能王亮;黄新跃;郭广平【摘要】Principle,test method and instruments of direct current potential drop method（DCPD） to test the fatigue cracks length were introduced and influencing factors to the test were also analyzed.DCPD adapted to automatics high temperature fatigue crack length measurements was investigated using Johnson＇s formula.The DCPD method was successfully applied to high temperature fatigue crack growth test for superalloy.The da/dN-ΔK test data obtained by DCPD method were exactly th e same as them obtained by long distance of microscopy method.%介绍了在高温下使用直流电位法测定疲劳裂纹长度的基本原理、试验方法及所需配置的仪器,并对有关影响因素进行了分析;并利用Johnson的分析型关系式,研究了一种适用于自动测定材料高温疲劳裂纹长度的直流电位法,该方法已成功应用于高温合金疲劳裂纹扩展试验,其测得的疲劳裂纹扩展速率da/dN-ΔK数据与长焦聚显微镜法测得的数据完全一致。

【期刊名称】《理化检验-物理分册》【年(卷),期】2011(047)008【总页数】4页(P480-482,486)【关键词】直流电位法;高温合金;疲劳裂纹扩展性能【作者】王亮;黄新跃;郭广平【作者单位】北京航空材料研究院,北京100095;北京航空材料研究院,北京100095;北京航空材料研究院,北京100095【正文语种】中文【中图分类】TG115.57航空发动机设计思想已经从传统的静力设计转向疲劳设计,现在又进一步发展为耐久性和损伤容限设计。

《航空材料学报》2023年第43卷目录索引航空装备激光增材制造技术发展及路线图……………………王天元　黄　帅　周　标　郑　涛　张国栋　郭绍庆（1 − 1）航空装备电弧熔丝增材制造技术发展及路线规划图……………………………郑　涛　郭绍庆　张国栋　施瀚超（1 − 18）航空装备电子束增材制造技术发展及路线图……………………………张国栋　许乔郅　郑　涛　郭绍庆　熊华平（1 − 28）军用飞机金属零件激光增材修复技术的研究进展…徐进军　张　浩　高德晰　湛　阳　江　茫　高　昆　曾全胜（1 − 39）石墨烯增强铝基复合材料制备技术及强化机制研究进展……………刘文义　胡小会　李亚鹏　唐　玲　张　会（1 − 51）航空渗碳齿轮钢的迭代发展…………………………………………………………郑　医　何培刚　李　宁　孙振淋（1 − 60）NiCoCrAlY/YSZ梯度涂层热力学性能的有限元模拟…王士峰　夏明岗　刘　明　王　玉　王　斌　白　宇　王海斗（1 − 70）激光类型对SiC/SiC复合材料孔加工的影响………杨金华　黄望全　冯晓星　刘　虎　艾莹珺　周怡然　焦　健（1 − 80）有机玻璃基底AZO/Ag/AZO复合薄膜的制备与性能………徐清源　张运生　陈　琛　冯海兵　黄　鹏　祖成奎（1 − 87）ZrO2纳米颗粒含量对AZ91D镁合金微弧氧化膜耐蚀性的影响………………孟令飞　张春华　张　松　张　伟（1 − 98）不同扫描速度下激光熔覆修复TC4合金表面性能………………………………………崔　静　王宬轩　杨广峰（1 − 105）高温热暴露对Al2O3/Al2O3陶瓷基复合材料性能影响…杨　瑞　陈易诚　邓杨芳　孙世杰　赵文青　杨金华　焦　健（2 − 1）定向凝固合金涡轮叶片服役后组织研究…………………………王乾坤　王　威　迟庆新　曹铁山　程从前　赵　杰（2 − 9）抽拉速率对定向凝固DZ4125合金温度场及晶粒竞争生长的影响…………………………………………………………刘国怀　张相龙　耿小奇　徐　莽　王　晔　王昭东　郭景杰（2 − 17）热处理对P、B微合金化GH4169合金组织与蠕变性能的影响………………田淞文　王　欣　刘丽荣　田素贵（2 − 25）冷轧变形量和热处理状态对GH4169合金板材组织及硬度的影响…田　伟　伏　宇　刘砚飞　何爱杰　钟　燕　石照夏（2 − 33）Ti-Al-V-Zr合金的团簇式设计及铸态组织和力学性能…………………………刘毓涵　朱智浩　张　爽　董　闯（2 − 42）压力对Ti2AlNb合金扩散焊接头组织与性能的影响…………………卜志强　马秀萍　李　然　吴家云　李金富（2 − 51）喷射成形TiC p/ZA35复合材料热挤压工艺的ANN优化和组织研究…刘敬福　叶建军　周祥春　庄伟彬　王　一（2 − 59）孔隙率对五元陶瓷体系材料热导率的影响……………………陈宇慧　姜鹏洋　张若琳　孙家祥　张百强　张永海（2 − 66）石墨烯/PLA吸波复合材料等效传热性能分析…………………………刘文君　韩海涛　鲁　芹　高俊杰　聂榕序（2 − 75）高温退火处理对ZnO压电涂层结构和性能的影响…乔廷强　张翔宇　杨　兵　张　冰　金圣展　张　俊　王　川（2 − 83）三维编织C f/Al复合材料T型件振动疲劳性能………………苏新宇　蔡长春　余　欢　陈　新　彭辉权　徐志锋（2 − 90）DD6单晶高温合金模拟薄壁试样超高频振动疲劳………………………………………………高至远　陈皓晖　陈　新　仲朝锋　张　悦　胡江坤　许　巍　何玉怀（2 − 98）基于瞬间液相连接成形泡沫铝三明治的弯曲失效行为………………张均闪　马浩源　安钰坤　曹梦真　杨瑞起（2 − 107）热塑性复合材料增材制造工艺与装备研究进展…………………………………………………………………谢　为（3 − 1）气体阻隔用聚氨酯材料研究进展……………………………………………………关振威　张立国　王智勇　贺　辉（3 − 12）利用引晶技术制备大尺寸镍基单晶涡轮导向叶片……………………………………肖久寒　姜卫国　李凯文　韩东宇　王　栋　王　迪　王　华　陈立佳　楼琅洪（3 − 22）Fe含量对Al-Mg-Si合金微观组织和力学性能的影响…刘　惠　付祎磊　陈宗强　王海龙　程利强　周志宇　张景亮（3 − 32）喷丸表面完整性对K4169合金高温疲劳性能的影响……………………………赵辛雨　田　凯　罗学昆　王　欣（3 − 42）应变速率对TC17和TC4钛合金锻件力学性能的影响………………陈钰浩　闵小华　张海洋　戴进财　周轶群（3 − 49）基于数字图像相关方法的SiC f/SiC陶瓷基复合材料力学行为表征…罗雅煊　董亚丽　李　露　郑瑞晓　顾轶卓　杨景兴（3 − 60）SiC f/Si3N4复合材料界面层优化……………………………………………………邓杨芳　陈　旭　王童童　范晓孟（3 − 72）非等温树脂传递模塑成型仿真建模及应用…………………………………………………赵　亮　高胜晖　段跃新（3 − 79）环境温度对聚碳酸酯力学性能的影响…………………………葛　勇　郑　静　许雪婷　王　韬　孙琦伟　颜　悦（3 − 87）新型国产T800碳纤维复合材料制孔特性……………董慧民　王　赫　孟繁星　耿大喜　李跃腾　钱黄海　苏正涛（3 − 94）国产三维五向M55JC f/Al复合材料的显微组织和弯曲性能…金　乐　蔡长春　余　欢　徐志锋　王振军　李　阳（3 − 105）装配预紧力对复合材料连接件疲劳行为的影响……………………………………………………刘学术　王学尧（3 − 116）层级孔喷涂粉末构筑及新一代长寿命热障涂层材料的研究进展…郭芳威　张瑞吉　邢　辰　蔡黄越　余亚丽　赵晓峰（4 − 1）铂铝黏结层体系EB-PVD热障涂层的热循环行为………………………………………………贺文燮　甄　真　王　鑫　彭　超　牟仁德　何利民　黄光宏　许振华（4 − 17）氧化钇含量对YSZ热障涂层抗CMAS腐蚀性能的影响……王　晶　陆　杰　赵晓峰　陈小龙　黄轶男　张　晗（4 − 25）二硅化钼改性硅酸镱环境障涂层体系抗热震行为及机理……………………………………梁锐辉　钟　鑫　洪　督　黄利平　吴一鸣　赵芳霞　牛亚然　张振忠　郑学斌（4 − 37）NiCoCrAlYTa/Ag/Mo复合自润滑涂层的制备及其高低温循环摩擦学性能…………………………………………………………郝恩康　陈　杰　刘　光　崔　烺　王晓霞　魏连坤　安宇龙（4 − 45）面向高速切削的钛合金Ti-6Al-4V动态本构模型：综述…………………………………姜紫薇　杨　东　陈建彬（4 − 55）SiC f/TC17复合材料制备方法对界面反应层生长动力学的影响…王敏涓　李　虎　李四清　王　宝　黄　旭　黄　浩（4 − 68）7050-T7651铝合金厚板显微组织及力学性能不均匀性……王经涛　孙　宁　黄同瑊　程志远　郭富安　郭丰佳（4 − 76）Ti元素对激光金属沉积Nb-Mo-Ta-W高熵合金缺陷的影响…李青宇　梁景怡　陈珉芮　杨志海　彭　航　李涤尘（4 − 86）激光冲击/机械喷丸复合强化对TC4钛合金外物损伤疲劳性能的影响…………………………………………………………………田　凯　帅仕祥　罗学昆　王　欣　马世成　许春玲（4 − 94）Al基含能微单元的一体化制备和燃烧性能…………刘庆东　吴祝骏　李苗苗　徐一锋　辛喜鹏　徐济进　宋雪峰（4 − 102）2.5D机织复合材料悬臂梁振动疲劳实验与有限元模拟……………………………………………邓杨芳　王雅娜（4 − 111）自粘型聚硼硅氧烷复合材料性能………………………………商旭静　薛志博　沈尔明　王　刚　滕佰秋　朱崇伟（4 − 122）石墨烯与导电聚合物PSS∶PEDOT共包覆对LiCoO2材料高电压电化学性能的影响………………………………………………………王继贤　彭思侃　王　晨　南文争　刘明良　燕绍九　戴圣龙（4 − 129）航空增材制造技术中的跨尺度力学研究进展……………………………於之杰　徐碧涵　王向盈　孙启星　王艳飞（5 − 1）SiC/AZ31反贝壳结构复合材料的拉伸性能……………………………何　博　罗　茜　常　超　赵　科　刘金铃（5 − 10）SiC p/2024Al复合材料板材的显微组织、力学性能及加工硬化行为…薛鹏鹏　曹富翔　邓坤坤　聂凯波　刘　力（5 − 20）包覆氧化镁碳纳米管增强AZ91复合材料摩擦磨损性能……袁秋红　周国华　廖　琳　王　槟　张　磊　肖　汕（5 − 29）TC17和TC4合金锻件的动态响应及绝热剪切行为……………………陈钰浩　闵小华　张海洋　戴进财　周轶群（5 − 39）Mg-Sn共晶合金的凝固组织演化及晶体生长机理…………………………………………唐　玲　刘文义　王永善（5 − 50）DD6单晶高温合金非对称循环载荷低周疲劳性能及断裂机制…………………………………………………………李　维　赵春玲　张　鑫　王　强　李　璞　方　向　彭文雅（5 − 58）一种无机盐铝涂层涂覆镍基粉末高温合金的高温氧化组织分析…………………………………………………………李佳琳　杨　杰　穆春辉　姜国杰　刘光旭　王晓峰　邹金文（5 − 67）Al填料改性PIP-2D SiC f/SiC复合材料力学性能和电磁屏蔽性能…雷　强　段士昌　豆永青　李　倩　李候俊　田佳豪（5 − 76）航空发动机复合材料声衬声学模型构建及吸声性能仿真………………………………………………杨智勇　侯　鹏　蒋文革　杨　磊　左小彪　耿东兵　朱中正　李　华（5 − 84）含孔纤维增强铝合金层板拉伸损伤失效行为的声发射分析………………………………………………………郑颖骁　张　劢　胡可军　段刘阳　韩文钦　石庆贺　朱福先（5 − 97）基于面胞-内胞建模的三维编织复合材料冰球撞击分析方法及验证…………………………………………………………………赵子豪　刘璐璐　徐凯龙　罗　刚　赵振华　陈　伟（5 − 106）连续SiC纤维增强钛基复合材料应用及研究进展……………王敏涓　黄　浩　王　宝　韩　波　杨平华　黄　旭（6 − 1）石墨烯增强钛基复合材料界面调控及强韧化机理研究进展……………………弭光宝　陈　航　李培杰　曹春晓（6 − 20）制备工艺对多孔Ti6Al4V微观结构和性能的影响…戴志伟　吴亚东　朱伟健　王泽铭　苏　磊　彭　康　王红洁（6 − 36）航空电磁超材料研究进展及发展建议…………………………………………………………………景　致　张　健（6 − 44）热处理对GH2132合金组织与性能影响的研究进展………………………………………………赵　振　张十庆　李　方　王　宏　何钦生　邹兴政　王兆英　白雨松（6 − 52）固溶方式对Al-Zn-Mg-Cu合金组织及性能的影响………………………………………………王经涛　孙　宁　余　浪　李星辉　麻　芳　王永红　程志远　郭丰佳（6 − 65）NiCrAl-NiC封严涂层在硫氯酸盐中的热腐蚀行为…………徐　飞　刘　天　杨国昊　谭　勇　孙海静　孙　杰（6 − 73）基于物理模型的BaZrO3钙钛矿机器学习力场……………………………………………赵　亮　牛宏伟　荆宇航（6 − 80）Fe3+掺杂LaNiO3钙钛矿陶瓷的制备及其吸波性能………………………………于　嫚　周影影　应楷睿　谢　辉（6 − 90）碳含量对PIP-RMI工艺制备SiC nf/SiC复合材料力学性能的影响………………………朱明明　易舒政　陈建军（6 − 98）不同缘条宽度复合材料C型柱轴向压缩吸能特性……………………牟浩蕾　刘兴炎　刘　冰　解　江　冯振宇（6 − 107）高温合金异形件表面薄膜热电偶研制取得突破性进展…罗炳威　曹丽莉　罗　飞　牟仁德　王长亮　陈　柳　孙　坤　徐　毅　刘　松　周海涛　马可欣　田青云　史继源（6 − 117）。

高强度紧固件失效实例分析ⅰ疲劳断裂的实例一．疲劳断裂的特征1．疲劳与断裂的概念：疲劳是机械零件常见的失效形式，据统计资料分析，在不同类型的零件失效中，有50%—80%是属于疲劳失效。

疲劳断裂在破坏前，零件往往不会产生明显的变形和预先的征兆，但破坏却往往是致命的，会酿成重大事故。

疲劳损坏产生及发展有其特点，最终形成为疲劳断裂。

疲劳问题的探索，最早是在1839年，法国人彭赛列提出材料和结构件的疲劳概念，德国人A·沃勒在1855年研究了代表疲劳性能的应力应变与震动次数的理论（S—N曲线），并且提出了疲劳极限的概念，因此，沃勒被称为材料疲劳理论的奠基人。

疲劳与断裂的力学理论经过一百多年的发展，各行业具体疲劳断裂事例不断涌现，经过科学家及工程师不间断地研究和探索，目前，疲劳断裂科学理论不断地充实和发展，从而在本质上了解了疲劳破坏的机理。

疲劳概念的论述：金属材料在应力或应变的反复作用下发生的性能变化称为疲劳；疲劳断裂：材料承受交变循环应力或应变时，引起的局部结构变化和内部缺陷的不断地发展，使材料的力学性能下降，最终导致产品或材料的完全断裂，这个过程称为疲劳断裂。

也可简称为金属的疲劳。

引起疲劳断裂的应力一般很低，疲劳断裂的发生，往往具有突发性、高度局部性及对各种缺陷的敏感性等特点。

2．疲劳的分类：（1）高周疲劳与低周疲劳10的疲劳，如果作用在零件或构件的应力水平较低，破坏的循环次数高于5称为高周疲劳，弹簧、传动轴、紧固件等类产品一般以高周疲劳见多。

10的疲作用在零件构件的应力水平较高，破坏的循环次数较低，一般低于4劳，称为低周疲劳。

例如压力容器，汽轮机零件的疲劳损坏属于低周疲劳。

（2）应力和应变来分：应变疲劳——高应力，循环次数较低，称为低周疲劳；应力疲劳——低应力，循环次数较高，称为高周疲劳。

复合疲劳，但在实际中，往往很难区分应力与应变类型，一般情况下二种类型兼而有之，这样称为复合疲劳。

（3）按照载荷类型弯曲疲劳扭转疲劳拉拉疲劳与拉压疲劳接触疲劳振动疲劳随着断裂力学的不断发展，行业内广大的技术人员逐渐认识疲劳裂纹的产生及其发展的规律，为控制和减少疲劳引起损害奠定了基础。

疲劳断裂的失效准则
疲劳断裂是材料在循环载荷作用下，经过一段时间后发生的突然断裂现象。

疲劳断裂失效准则主要包含以下几种类型：
1.机械疲劳
机械疲劳是指材料在周期性机械载荷作用下，经过一定时间后发生的疲劳断裂现象。

机械疲劳的失效准则通常基于材料的疲劳极限和循环次数来确定。

2.热疲劳
热疲劳是指材料在周期性温度变化作用下，经过一定时间后发生的疲劳断裂现象。

热疲劳的失效准则通常基于材料的热膨胀系数、温度变化范围和循环次数来确定。

3.高周疲劳
高周疲劳是指材料在较高应力幅或较大循环次数作用下发生的疲劳断裂现象。

高周疲劳的失效准则通常基于材料的疲劳极限和循环次数来确定。

4.低周疲劳
低周疲劳是指材料在较低应力幅或较小循环次数作用下发生的疲劳断裂现象。

低周疲劳的失效准则通常需要考虑材料的塑性变形和损伤累积。

5.超高周疲劳
超高周疲劳是指材料在极高的应力幅或极小的循环次数作用下发生的疲劳断裂现象。

超高周疲劳的失效准则通常基于材料的断裂强度和循环次数来确定。

6.拉压疲劳
拉压疲劳是指材料在拉压循环载荷作用下发生的疲劳断裂现象。

拉压疲劳的失效准则通常基于材料的屈服强度和循环次数来确定。

7.扭转疲劳
扭转疲劳是指材料在周期性扭转载荷作用下发生的疲劳断裂现象。

扭转疲劳的失效准则通常基于材料的剪切强度和循环次数来确定。

8.弯曲疲劳
弯曲疲劳是指材料在周期性弯曲载荷作用下发生的疲劳断裂现象。

弯曲疲劳的失效准则通常基于材料的弯曲强度和循环次数来确定。

振动疲劳基础知识振动疲劳是一种材料在受到振动作用下逐渐发展出的疲劳损伤现象。

振动疲劳是指当材料在周期性振动应力作用下，出现塑性变形、裂纹扩展并最终破坏的一种疲劳。

本文将从振动疲劳的特点、引起振动疲劳的因素、振动疲劳的损伤机理以及预防振动疲劳等方面进行探讨。

振动疲劳的特点是明显的周期性负荷，即材料受到往复振动的周期性应力。

振动疲劳与其它类型的疲劳相比，具有幅值小、周期长的特点。

振动疲劳还有一个显著的特点是其发展方式与时间有关，当周期振动应力作用的次数足够多时，材料疲劳断裂的速度明显增加。

引起振动疲劳的因素有很多，其中最主要的是振动应力和材料的力学性质。

振动应力应力来源有很多，比如机械设备的震动、车辆在道路行驶时的震动、风的吹拂、声波的作用等等。

材料的力学性质也是影响振动疲劳的重要因素，例如材料的强度、韧性、硬度、疲劳极限等。

振动疲劳的损伤机理涉及到塑性变形、微观裂纹的形成与扩展、应力集中和弹性塑性转变等过程。

当振动应力作用于材料上时，首先会产生材料的弹性变形，随着应力作用的周期重复，材料的弹性变形逐渐累积，最终出现塑性变形。

同时，在塑性变形的过程中，材料中也会形成微观裂纹。

这些微观裂纹由于应力集中的存在，往往会在应力峰值处扩展，最终导致材料的破坏。

为了预防振动疲劳的发生，需要从设计、材料选用和使用条件等方面进行综合考虑。

在设计方面，应尽量减少振动载荷的作用时间和振幅；在材料选用方面，应选择具有较高强度、良好的抗振动性能和较高的韧性的材料；在使用条件方面，应加强设备的维护，及时发现和处理潜在的破损和裂纹。

此外，对于已发生振动疲劳的材料，可以采取一些修复措施来延缓疲劳裂纹的扩展。

常用的修复方法有振动强化、激光熔覆、超声波冲击等。

这些方法都可以增加材料的表面硬度和耐疲劳性能，从而提高材料的抗振动疲劳能力。

总之，振动疲劳是材料在受到周期性振动应力作用下逐渐发展形成的疲劳损伤现象。

振动疲劳具有明显的周期性负荷、幅值小、周期长等特点。