·196 北京科技大学学报 1995年No.2 于(cma),最小的那个值· 图2上3个主要区域的划分对应于材料 600DD3 S.C.930 C IHz S.W 10 OR=I 在疲劳一蠕变交互下可能发生的3种主要 ,=600-(m) 485 MPa 100 断裂机制，在曲线的上部的F区内，交变 o:416 MPa 400 ●0m.'520MPa6 200 应力较大而平均应力较小，材料在此种情 FF F 况下，空穴化程度小，材料的破坏主要是由 300 FCF. 300.0 疲劳裂纹的形核和扩展致断；其试样断口和 CFF 6200 CFC FC 4006 纯疲劳断裂类似（图3a),在曲线的下部C 区内，交变应力较小而平均应力相对较 100 500 大，此种情况下材料内部的空穴化占主导地 0 600 10 位，材料的损伤主要由材料内部空穴成核和 m,×105/%·s-1 空穴通过互相连接长大导致材料的破坏，其 试样断口和纯蠕变的情况相似（图3b),在 图2疲劳蠕变交互作用应变速率断裂特征图 F区和C区之间的应力范围内，材料表面成核的疲劳裂纹和内部空穴交互作用，内 部形成的空穴也可以作为疲劳源形成疲劳裂纹而扩展·在此应力区域内交变应力和平均 应力的相对少量的变化都有可能导致材料损伤形式的复杂变化·图3C是FC区试样断口 的扫描电镜照片· :=520 MPa m=520 MPa bx=520 MPa =260 MPa =494 MPa =364 MPa =150 MPa 图3疲劳蠕变断口形貌 根据不同应力配合下的疲劳一蠕变交互作用断口形貌分析，发现DD3单晶合金在 930℃疲劳-蠕变交互作用下包括FF、FCF、CFF.CFC和CC5个断裂机构区，各 个断裂机构区的特点见文献[4]. 从图2中可发现：恒定最大应力下，在F区内，应变速率随交变应力的增加平均 应力的减少而增加；而在C区内，·测应变速率随平均应力增加交变应力减少而增加，这 样在FC区形成一个转折点·这种包括纯疲劳纯蠕变及疲劳一蠕变交互作用的最小应变 速率和应力的关系曲线以及根据材料的断裂机构进行区域划分为F、C'和FC3个基本 特征区和5个精细断裂特征区区界的图形称之为疲劳-蠕变交互作用应变速率断裂特征19 6 北 京 科 技 大 学 学 报 1 9 9 5年 N o . 2 Unn U 01020 5 . C . 93 0℃ l 一 1 IH z S . W . — ! “ 一 6 0 0一 ( a二 : , ) ` 犷 4 8 5 M P a 4 16 M aP 5 20 M P a 3D肛=:编R D1.60. 一乔FFC 于 份 m ax) ` 最小 的 那 个 值 . 图 2 上 3 个 主要 区 域 的 划 分 对 应 于 材 料 在 疲 劳 一 蠕 变 交 互 下 可 能 发 生 的 3 种 主 要 断 裂 机 制 . 在 曲 线 的 上 部 的 F 区 内 , 交 变 应力 较 大 而 平 均 应 力 较 小 , 材 料 在 此 种 情 况下 , 空 穴 化 程 度 小 , 材 料 的破 坏 主要 是 由 疲 劳裂 纹 的形 核 和 扩 展 致 断; 其 试 样 断 口 和 纯疲 劳 断 裂 类 似 ( 图 3 a) . 在 曲 线 的下 部 C 区 内 , 交 变 应 力 较 小 而 平 均 应 力 相 对 较 大 , 此 种 情 况 下 材 料 内部 的 空 穴 化 占主 导 地 位 , 材 料 的 损 伤 主要 由 材 料 内部 空 穴 成 核 和 空穴 通 过互 相 连 接 长大 导 致 材 料 的 破 坏 , 其 试样 断 口 和 纯 蠕 变 的情 况 相 似 ( 图 3 b) . 在 续公舀气尹代艺万二Q 芝一d. . b ’., C F C 300 · 日 b 十 40 0 b 1 10 云二 i 。 , x 1 0 一 ’ / % 一 酬 50 - 一今二」 6 0 0 00 0 J 6`é 4 f`j, l 图 2 疲 劳蠕 变交 互作 用应 变速 率 断裂 特征 图 F 区 和 C 区 之 间 的 应 力 范 围 内 , 材 料 表 面 成 核 的 疲 劳 裂 纹 和 内 部 空 穴 交 互 作 用 , 内 部形 成的 空 穴 也 可 以 作 为 疲 劳 源 形 成 疲 劳 裂 纹 而 扩 展 . 在 此 应 力 区 域 内交 变应 力 和 平 均 应 力 的相 对少 量 的 变 化 都有 可 能 导 致 材 料 损 伤 形 式 的 复 杂 变 化 . 图 3c 是 F C 区 试 样 断 口 的 扫 描 电镜 照 片 . 图 3 疲劳 蠕变 断 口 形 貌 根 据 不 同 应 力 配 合 下 的疲 劳 一 蠕 变交 互 作 用 断 口 形 貌 分 析 , 发 现 D D 3 单 晶 合 金 在 93 0 ℃ 疲 劳 一 蠕 变 交 互 作 用 下 包 括 F F 、 F C F 、 C F F 、 C F C 和 C C S 个 断 裂 机 构 区 , 各 个 断 裂 机 构 区 的 特 点 见 文 献 { 4 ] . 从 图 2 中可 发 现 : 恒 定 最 大 应 力 下 , 在 F 区 内 , 应 变 速 率 随 交 变 应 力 的 增 加 平 均 应 力 的减 少而 增 加 ; 而 在 C 区 内 , · 则 应 变 速 率 随平 均 应力 增加 交 变 应 力 减 少 而 增 加 , 这 样 在 F C 区 形 成 一 个 转 折 点 . 这 种 包 括 纯 疲 劳 纯 蠕 变 及 疲 劳 一 蠕 变 交 互 作 用 的 最 小 应 变 速率 和应 力的 关 系 曲线 以 及 根 据材 料 的 断 裂 机 构 进 行 区 域 划 分 为 F 、 C 和 F C 3 个基 本 特 征 区 和 5 个 精 细 断 裂 特 征 区 区 界 的 图形 称 之 为疲 劳 一 蠕 变 交 互 作 用 应 变速 率 断裂 特 征