表面缺陷对单晶高温合金高周疲劳性能的影响

在定向凝固炉中采用螺旋选晶法制备了一种单晶高温合金试棒，标准热处理后加工成旋转弯曲高周疲劳试样，试样中间位置用电火花加工成不同尺寸的孔洞以模拟叶片的表面缺陷，在980 ℃、应力分别为400 MPa 和500 MPa 条件下，研究表面孔洞对合金高周疲劳性能的影响，用扫描电镜分析了疲劳试样的断口形貌。结果表明与标准试样相比，带有孔洞合金的高周疲劳寿命都有不同程度地降低，随着表面孔洞尺寸增大，合金的疲劳寿命逐渐减小。在合金试样的高周疲劳断口上可见疲劳源区、裂纹扩展区和瞬断区。相对于标准试样，带有孔洞试样疲劳源除了试样表面，还有表面孔洞，所有试样都为多源疲劳断裂。与高温下拉伸持久的断裂机制不同，高温下旋转弯曲高周疲劳为类解理断裂