Vol.17No.2陈国良等：DD3单晶高温合金披劳-螨变复合作用下的形变特点 …197. 图，此特征图的建立为材料交互作用断裂机构分析打下基础，从图2可注意到F区较C 区更宽，说明DD3单晶合金930℃时抗疲劳的能力相对较弱而抗蠕变能力相对较强， 故此材料更适合用于工作在较为稳定状态的高温动力部件· 2.3应变速率最大应力修正方程 图2中也可看出最大应力对疲劳蠕变动态应变速率有较大的影响，最大应力的 增大不管在那个区域内都使应变速率加大·图4表示最大应力对最小应变速率的影响· 可看出最大应力在C区较F区的作用更为明显·最大应力的增加还可导致材料断裂机 构的变化，因此最大应力对材料的疲劳蠕变行为起着重要的作用· 在疲劳为主的F区，交变应力是主导应力，采用交变应力能够更好地描述应变速率 的变化规律，再由最大应力修正)来揭示蠕变应力对疲劳的交互作用；而在蠕变为主的 C区，平均应力为主导应力，应由平均应力描述应变速率的变化规律，再由最大应力修正来 揭示疲劳应力对蠕变的交互作用，因此F区和C区的疲劳蠕变应变速率由下列关系决定： 8r=A1Oo品x,8。=A0cx·系数A1、A2、a1g2B1、B,为材料常数，由实验数据 进行回归得到下列结果：A,=3.22×10-2,x1=3.1542,B,=7.1478;A2=1.23×10~2”, 2=5.2432,B2=3.4919. 对于处在F区和C区中间的应力范围的FC区，由于疲劳蠕变对材料的作用都是非 常大，故用F区和C区的最大应力修正方程叠加得到：er:=e,+e。· 图5是由最大应力修正方程得到的计算值和实验值的比较，结果表明两者符合较 好，这种建立在交互作用特征图基础上.的最大应力修正方程表明了交互作用的本质， 60 。a,:187.4MPa oF区 50:24.3 MPa. oC区 1000FC☒ 40 100 × 30 × 安 20 10 10 0 80 420460500540 101001000 最大应力cu/MPa 计算值，×10~7 图4最大应力对蠕变速率的影响 图5计算结果和实测值的比较 3结论 (1)疲劳一蟋变交互作用下，DD3单晶高温合金的动态变形曲线具有蠕变变形曲 线特征；恒定最大应力下最小应力的改变将会引起变形曲线的较大改变，F区和C区的 变形曲线有较大的差异，它们分别接近于纯疲劳和纯蠕变变形曲线，vo l . 17 N 6 . 2 陈 国 良等 : D D 3 单晶 高温 合 金疲 劳 一 蠕 变 复合 作用 下 的形变 特点 · 19 7. 图 . 此 特征 图 的建 立 为 材 料 交 互 作 用 断 裂 机构 分 析打下 基础 , 从 图 2 可 注 意 到 F 区 较 C 区 更宽 , 说明 D D 3 单 晶 合金 9 30 ℃ 时 抗 疲 劳 的 能 力 相 对较 弱 而 抗 蠕 变 能力相 对较 强 , 故 此 材 料 更 适 合用 于 工 作 在 较 为 稳 定 状 态 的 高温 动 力 部 件 . .2 3 应 变速率 最 大 应 力修正 方 程 图 2 中也 可 看 出 最 大 应 力 对 疲 劳 蠕 变 动 态 应 变 速 率 有 较 大 的 影 响 . 最 大 应 力 的 增 大 不 管 在 那 个 区 域 内都 使 应 变 速 率 加 大 . 图 4 表 示 最 大 应 力 对最 小 应变 速 率 的 影 响 . 可看 出最大 应 力 在 C 区 较 F 区 的作 用 更 为 明 显 . 最 大 应 力 的 增 加 还 可 导 致 材料 断 裂 机 构 的变 化 . 因此 最 大 应 力 对材 料 的疲 劳 蠕 变行 为起 着 重 要 的作 用 . 在 疲劳 为 主 的 F 区 , 交 变 应 力 是 主 导应 力 , 采 用 交 变应力 能 够更 好地描 述 应变 速 率 的 变 化规 律 , 再 由最 大 应 力 修正 〔’ ] 来 揭 示 蠕 变 应 力 对疲 劳 的交 互作 用 ; 而在蠕 变为主 的 C 区 , 平均 应力 为 主导 应力 , 应 由平均 应力 描 述应 变速 率 的变 化规律 , 再由最大 应力修正来 揭示 疲劳 应力 对蠕 变 的交 互作 用 . 因此 F 区 和 C 区 的 疲劳 蠕 变 应变 速 率由下 列 关 系决定 : 云f = A , :a’ :.a a 、 , 应 。 = A Z哈 。 氯 . 系 数 A , 、 丸 、 : 1 、 : 2 、 刀 1 、 刀 2 为 材 料 常数 . 由实 验数 据 进 行 回 归 得 到 下 列 结 果 : A I = 3 . 2 2 x 10 一 ” , : , = 3 . 15 4 2 , 刀 , = 7 . 14 7 8 ; A Z = l . 2 3 x l o 一 , , , : 2 = 5 . 2 4 3 2 , 吞 2 = 3 . 4 9 1 9 . 对于 处在 F 区 和 C 区 中间 的 应 力 范 围 的 F C 区 , 由于 疲 劳蠕 变 对 材 料 的 作 用 都 是 非 常 大 , 故 用 F 区和 C 区 的 最 大 应 力 修 正 方 程 叠 加 得 到 : 务 。 = 。: + 。 。 . 图 5 是 由 最 大 应 力 修正 方 程 得 到 的 计 算 值 和 实验 值 的 比 较 , 结果 表 明 两 者 符合 较 好 . 这种 建 立 在 交 互 作 用特 征 图基 础 上 的 最 大应 力 修正 方 程 表 明 了交互 作 用 的本 质 . 6 0 ` . 5 0 O F 区 o C 区 一. F C 区一 n ō 0 ` , Ol x 0 八U 4 气」 ·岁ù ` . 。一x 0- . 恻彰林 . a 一 : 187 鸿 M P a 一 2 叮. : 了一 24 . 3 M aP _ 1 / / ` _ / Z n ù 0 `, , . ` 小 创挤哥划 3 8 0 4 2 0 4 6 0 5 0 0 5 4 0 1 0 1 00 1 00 0 最 大应 力 『 。 . : / M P a 计算值 , x 1-0 , 目 4 最 大应 力 对 蠕 变速 率的影 响 图 5 计算 结 果和 实测值 的 比较 3 结论 ( l) 疲 劳 一 蠕 变 交 互 作 用 下 , D D 3 单 晶 高 温 合金 的 动 态 变 形 曲线 具 有 蠕 变变 形 曲 线特征 ; 恒定最大应力 下 最小 应力 的 改 变 将会 引起 变 形 曲 线的 较大 改 变 , F 区 和 C 区 的 变 形 曲线有 较 大 的差 异 , 它们 分 别 接 近 于 纯疲 劳 和 纯 蠕 变 变 形 曲线