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基于单相机3D-DIC技术的单晶高温合金薄壁试样蠕变性能研究
Creep properties of nickel-based single crystal superalloy thin-wall specimens based on single camera 3D-DIC technology
投稿时间:2022-05-20  修订日期:2022-06-28
DOI:
中文关键词:  蠕变  镍基单晶高温合金  薄壁效应  数字图像相关方法
英文关键词:creep  nickel-based single crystal superalloy  thickness debit effect  single camera stereo digital image correlation method
基金项目:国家科技重大专项(J2019-Ⅵ-0002-0115)和航空发动机及燃气轮机基础科学中心项目(P2021-A-IV-001-001)
作者单位邮编
胡江坤 中国航发北京航空材料研究院 航空材料检测与评价北京市重点实验室, 南昌航空大学 测试与光电工程学院 100095
康丽霞 中国人民解放军82381部队 100071
张悦 中国航发北京航空材料研究院 航空材料检测与评价北京市重点实验室 100095
王亮 中国航发北京航空材料研究院 航空材料检测与评价北京市重点实验室 100095
陈新 中国航发北京航空材料研究院 航空材料检测与评价北京市重点实验室 100095
高至远 中国航发北京航空材料研究院 航空材料检测与评价北京市重点实验室 100095
许巍 中国航发北京航空材料研究院 航空材料检测与评价北京市重点实验室 100095
何玉怀 中国航发北京航空材料研究院 航空材料检测与评价北京市重点实验室 100095
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中文摘要:
      本文发展了一种基于四平面镜的单相机三维数字图像相关(Single camera stereo-DIC)系统,并在980℃/250MPa的实验条件下,利用该系统分别针对0.6mm和1.2mm厚度的镍基单晶合金薄壁试样进行蠕变实验。首先验证了单相机三维数字图像相关系统在高温环境下长时变形测量的可靠性。此外,实验结果表明较薄的单晶合金试样蠕变寿命明显变短,在蠕变第三阶段以前,较薄试样蠕变速率更高,更早进入蠕变第三阶段,导致其更早发生蠕变断裂失效。对比薄壁试样的破坏点处局部应变曲线与平均蠕变应变曲线发现,破坏点处的蠕变速率在蠕变第二阶段时受壁厚影响较小,而工作段平均蠕变速率随壁厚减小显著上升;破坏点处蠕变速率和工作段平均蠕变速率在蠕变第三阶段时均随壁厚减小显著上升。
英文摘要:
      In this paper, a single camera stereo-DIC system based on four flat mirrors was developed. Creep tests were performed on thin-walled nickel-based single crystal alloy specimens with thickness of 0.6mm and 1.2mm respectively at 980℃/250MPa. First, the reliability of long time deformation measurement of single camera stereo-DIC system in high temperature environment is verified. In addition, the test results show that the creep rupture lives of the thinner specimen is obviously shorter. Before the third creep stage, the creep rate of the thinner specimen is higher resulting in entering the third creep stage earlier, which leads to the earlier creep fracture failure. Comparing the local strain curves at the failure point with the average creep strain curves of the thin-wall specimens, it is observed that the creep rate at the failure point is less affected by the specimen thickness at the second creep stage, while the average creep rate at the working section increases significantly with the decrease of the specimen thickness. The creep rate at the failure point and the average creep rate at the working section increased significantly with the decrease of specimen thickness at the third stage of creep.
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