.296 北京科技大学学报 1995年No.3 后剩余延性，即e,=e(1-N,/N),或消耗的延性即：△e,=a1-(1-N,(④e/e))门， 式中认为N:为该条件下的循环次数寿命值·蟠变延性据指数规律计算，即8=A·. 对应的等效蠕变时间【=（④：/A)°，考虑在保时过程疲劳蠕变均引起延性消耗，故 其剩余延性为：6，=一A(+1)°.当剩余延性8耗尽时，即发生断裂失效，这 是所对应的N,值即为预测寿命N.但此时计算并没有考虑蠕变疲劳的交互作用，直 接用它估算疲劳寿命还不够精确· 本文首先用多轴应力下的M一C公式估算不同应力状态下经过N,次循环后的 剩余寿命，即：△，=(1-N;/N)P,其次考虑在高温高应力下，计算螨变时按B蠕 变规律计算，即用8。=。+At式计算·B蠕变时b值取1/3，考虑了高温回复过程 的蠕变，再次，考虑蠕变疲劳的交互作用，材料延性积累损伤包括三部分：纯疲劳 部分、蠕变疲劳的交互作用部分、蠕变部分，即△兵，△，△e。·交互作用部分tx的估算可 用交互作用因子B进行估算，即剩余延性6为： 8:=Eo-A(teg +te+B(teote )2) (1) 其中8。为损伤延性容限.B值仅与应力状态和保持时间△t有关，A值从材料性能获 得，即：A=(亿)3，{，为保时过程应力松弛阶段所对应的蠕变时间，由文献可查得松 弛应力和蠕变时间的关系.(1)式中B值为： B=[(/A)-(/A)-t[(A/A)te] (2) 式中t为蠕变时间· 由(1)式可见，延性耗竭并非几部分 简单的迭加，e计算式能反映蠕变疲劳的交 200 互作用下延性积累损伤达到容限的过程，因 拉压 此这一方法在蠕变疲劳的交互作用下是可行 账 100 9 的.从图2可见，在不同应力状态和不同 恩 d 拉扭 保持时间下蠕变疲劳的交互作用的程度是不 同的，从B值规律可见扭转时的交互作用 0 。扭转 最弱，拉压时的交互作用最强，这和文献[] 0 300 600 900 的结果一致，从图2可以看出△t影响，拉 保持时间，t/s 扭组合和拉压经历了减弱和增强的变化过程， 图2交互作用系数和保持时间 拉扭组合在△t超过240s时交互作用基本稳定， 从断口的微观相图可知，拉压时蠕变和疲劳的损伤过程是在晶界进行，两者相互促 进加速了损伤耗损率，因此寿命短，B值变化规律：拉压时随着△t增大，而扭转和拉 扭组合时随着△t增大而降低，逐渐稳定趋势明显·随着保持时间△t增加，蠕变部分 所占的比例增大，在螨变过程中拉压状态下强化作用强烈，扭转时强化作用减弱，这 是符合微观机理分析的.文献〔6)中研究证实晶界上材料结构具有粘滞性，高温蠕变 中在拉伸状态不易变形而产生裂纹，在剪切状态下易塑性变形缓和了产生裂纹的机会， 因此寿命长短有明显的差别.简单地说，晶界材料具有粘滞性，蠕变时在正应力作用下 易产生裂纹，在剪力作用下延滞了裂纹产生·B值变化规律完全反映了这一微观机理 的变化过程，北 京 科 技 大 学 学 报 1男 5 年 N o . 3 后 剩 余 延 性 5 1 , 即 : 1 一 。。 ( l 一 N , /N J 刀 , 或 消 耗 的 延 性 即 : A s f , = 。。 [ l 一 ( l 一 N i ( A o p / 。。 ) ’ /夕尸] , 式 中认 为 N f 为 该条 件 下 的循 环 次 数 寿命 值 . 蠕 变延 性 据指数 规律 计算 , 即 。 c = A · &.t 对 应 的 等 效 蠕 变 时 间 辐 = (△ 。 f i / A ) ” , 考 虑 在 保时 过 程 疲 劳 蠕 变 均 引 起 延 性 消 耗 , 故 其剩 余 延 性 为 : 。 、 = 。。 一 A (偏 + c)t b . 当 剩 余 延 性 。 , 耗 尽 时 , 即 发 生 断 裂 失 效 , 这 是 所 对 应 的 N i 值 即 为 预 测 寿 命 N f . 但此 时 计 算 并 没 有 考 虑 蠕 变 疲 劳 的 交 互 作 用 , 直 接 用 它估算 疲 劳 寿命还 不 够精 确 . 本 文 首 先 用 多 轴 应力 下 的 M 一 C 公 式 估 算 不 同 应 力 状 态 下 经 过 N l 次 循 环 后 的 剩余 寿命 , 即 : △ 。 , 二 ￡。 ( 1 一 N i /N 护 , 其 次 考 虑 在 高 温 高 应 力 下 , 计 算 蠕 变 时 按 刀 蠕 变 规律 计 算 , 即 用 s 。 = 。。 + A lt/ 3式 计 算 . 刀 蠕 变 时 b 值 取 1/ 3 , 考 虑 了 高 温 回 复 过 程 的 蠕 变 15 . 再 次 , 考 虑 蠕 变 疲 劳 的交 互 作 用 , 材 料 延 性 积 累 损 伤 包 括 三 部 分 : 纯 疲 劳 部 分 、 蠕变 疲 劳 的交 互作 用部 分 、 蠕变 部分 , 即△份 , △ sex , △乓 . 交 互 作 用 部 分 et : 的 估 算 可 用 交 互 作 用 因子 B 进 行 估 算 , 即剩 余延 性 。 : 为 : 一 。。 一 A ( t 。 , + t 。 + B ( t、 t 。 ) , / , ) 合 ( l ) 其 中 。。 为损 伤延 性 容 限 . B 值 仅 与 应 力 状 态 和保持 时 间 △ t 有 关 , A 值 从 材 料 性 能 获 得 , 即 : A = ( 。。 / t r ) l3/ , t r 为 保时 过 程 应 力 松 弛 阶段 所 对应 的蠕 变 时 间 , 由 文 献 可 查 得 松 弛 应 力 和 蠕 变 时 间 的 关 系 . ( l) 式 中 B 值 为 : B = [( 。。 / A ) ,`吞 一 ( 。。 / A ) ` 厂石 一 t J /{[(△: f / A ) , `合 t c ] ,`, } (2 ) 式 中 ct 为 蠕 变 时 间 . 一扭 尸 l卜 | . | l | ,匕拉T 一玉、r 由 ( l) 式 可 见 , 延 性 耗 竭 并 非 几 部 分 简 单 的迭 加 , 。、 计算 式 能 反 映蠕 变 疲 劳 的 交 互 作 用 下 延 性 积 累 损 伤达 到 容 限 的 过 程 , 因 此 这一 方 法 在 蠕 变 疲 劳 的交 互 作 用 下 是 可 行 的 . 从 图 2可 见 , 在 不 同 应 力 状 态 和 不 同 保 持 时 间下 蠕 变 疲 劳 的交 互 作 用 的 程 度 是 不 同 的 . 从 B 值 规 律 可 见 扭 转 时 的 交 互 作 用 最 弱 , 拉 压 时 的交 互 作 用 最 强 , 这 和 文 献 ! l] 的 结 果 一 致 . 从 图 2可 以 看 出 △ t 影 响 , 拉 扭组 合 和拉 压经历 了减 弱和 增强 的变 化过程 . 拉 扭 组 合在 △ t超过 2 40 5时交 互作 用基 本稳 定 . 扭 转 ó沙盯卜一 0 n CU 撅吸旺举回识fI 30 0 60 0 保持时 间 , △t / s 图 2 交互 作用 系 数 和保 持时 间 从断 口 的 微 观 相 图 可 知 , 拉 压 时 蠕 变 和 疲 劳 的 损 伤 过 程 是 在 晶 界 进 行 , 两 者 相 互 促 进 加 速 了 损 伤耗 损 率 , 因 此 寿命 短 . B 值 变 化 规律 : 拉 压 时 随 着 △ t 增 大 , 而 扭 转 和 拉 扭 组 合 时 随 着 △ t 增 大 而 降 低 , 逐 渐 稳 定 趋 势 明显 . 随 着 保 持 时 间 △ t 增 加 , 蠕 变 部 分 所 占的 比例 增 大 , 在 蠕 变过 程 中拉 压 状 态 下 强 化 作 用 强 烈 , 扭 转 时 强 化 作 用 减 弱 , 这 是符 合微 观 机 理 分 析 的 . 文献 〔6 〕 中 研 究 证 实 晶 界 上 材 料 结 构 具 有 粘 滞 性 , 高 温 蠕 变 中 在拉 伸 状 态 不 易 变形 而 产 生 裂 纹 , 在 剪 切 状 态 下 易 塑 性 变 形 缓 和 了 产 生 裂 纹 的 机 会 , 因 此 寿命长 短 有 明显 的差 别 . 简 单 地 说 , 晶界 材 料 具 有 粘 滞性 , 蠕 变 时 在 正 应 力 作 用 下 易 产 生裂 纹 , 在 剪 力 作 用 下 延 滞 了 裂 纹 产 生 . B 值 变 化规 律完 全 反 映 了这 一 微 观 机 理 的 变 化过 程