日本物质材料研究研究所关于718合金母材和电子束焊接(EBW)材的高循环疲劳特性

在运载火箭发动机中,718合金是被广泛使用的材料,甚至还可作为焊接材≡使用。根据该材料作为母◣材和EBW材在常温和77K时进行高循环疲劳试验(应力比)的结果可知,EBW材在EBW后与母材一样进△行了固溶处理和两级时效处理后,焊接部和HAZ(焊接热影响区)的硬度与母材相同(450HV左右)。

根ξ 据常温下的试验结果可以确认,在线图中母材和EBW材从106到107循环时的疲劳特性区域平坦,看起来象是存在着疲◆劳极限。EBW材的疲劳强度比母材的低一些,发生疲劳裂纹的位置不↘论是在焊接部(▽),还是在焊接后形成的焊接热影响区(▽),都看不到疲Ψ 劳特性有差异。另一方面,虽然在77K时两种材料的疲劳强度基本上都比常▃温时的高,但即使在107循环后的附近区域上也没看到线图有大的倾斜,因此无法确认疲劳极限∞。

从使用寿命长来看,虽然两种材料发生了内部断裂现象,但在线图上并没有出现比发生表面断裂时有更大改变的趋势。EBW材会因焊接缺陷(焊接气孔)而产︽生疲劳断裂,在这种情况下疲劳强度会下降。对本研究中使用的试样,在焊∩接后采用X射线对焊接缺陷进行了◣检查。结果发现会导致疲劳断裂的焊接气孔比可检测到的极限气孔小。

评价在低温ζ下107循环时的疲劳强度的条件有时选择应力振幅比常→温高的区域,似乎焊接缺陷对疲劳特性的影响变得明※显起来。关于钢在常温下产生疲劳的研究,有研究报告指出静态强度越高,微小的焊接缺陷和非金属夹杂等对疲劳强度的影响⌒越大,且疲劳强度呈下降的」趋势。本研究也确认存在着与此◤相同的情况。今后,把握检测极限可检测到的焊接缺陷在低温下会导↓致钢材出现何种程度的疲劳强度下降是很重要的。

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