温度对625镍基高温合金焊接接头低周疲劳行为的影响

doi:10.11900/0412.1961.2014.00241

金属学报

2014, Vol. 50

Issue (12): 1485-1490 DOI: 10.11900/0412.1961.2014.00241

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温度对625镍基高温合金焊接接头低周疲劳行为的影响

王媛媛¹, 陈立佳¹(

), 王宝森²

1 沈阳工业大学材料科学与工程学院, 沈阳 110870
2 宝钢股份研究院焊接与表面技术研究所, 上海 201900

INFLUENCE OF TEMPERATURE ON LOW-CYCLE FATIGUE BEHAVIOR OF INCONEL 625 NICKEL-BASED SUPERALLOY WELDING JOINT

WANG Yuanyuan^sup1, CHEN Lijia¹(

), WANG Baosen²

1 School of Materials Science and Engineering, Shenyang University of Technology, Shenyang 110870
2 Institute for Welding and Surface Technology of R&D Center, Baoshan Iron & Steel Co. LTD Research Institute, Shanghai 201900

引用本文:

王媛媛, 陈立佳, 王宝森. 温度对625镍基高温合金焊接接头低周疲劳行为的影响[J]. 金属学报, 2014, 50(12): 1485-1490.
Yuanyuan WANG, Lijia CHEN, Baosen WANG. INFLUENCE OF TEMPERATURE ON LOW-CYCLE FATIGUE BEHAVIOR OF INCONEL 625 NICKEL-BASED SUPERALLOY WELDING JOINT[J]. Acta Metall Sin, 2014, 50(12): 1485-1490.

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摘要:

研究了Inconel 625镍基高温合金焊接接头在 25和 760 ℃下的低周疲劳行为, 分析了2种温度下焊接接头的应变疲劳寿命数据和循环应力-应变数据, 进而给出了合金焊接接头的应变疲劳参数. 结果表明, Inconel 625镍基高温合金焊接接头在不同温度下的弹性应变幅和塑性应变幅与载荷反向周次的关系可分别用Basquin和Coffin-Manson公式来描述. 合金焊接接头在25 ℃下疲劳变形时, 主要发生循环软化, 而在760 ℃下疲劳变形时则呈现循环硬化. 焊接接头的低周疲劳裂纹以穿晶方式萌生于疲劳试样的自由表面, 在25 ℃下疲劳裂纹以穿晶方式扩展, 而在760 ℃下疲劳裂纹则以穿晶和沿晶混合方式扩展.

关键词 ： Inconel 625镍基高温合金, 焊接接头, 低周疲劳, 位错, 孪晶界

Abstract：

The low-cycle fatigue tests of Inconel 625 nickel-based superalloy welding joints at 25 and 760 ℃ were performed . The strain-fatigue life data and cyclic stress-strain data were analyzed to determine the strain fatigue parameters of Inconel 625 superalloy welding joints. The result showed that the relationship between elastic strain amplitude, plastic strain amplitude and reversals to failure could be described by Basquin and Coffin-Manson equations, respectively. Under the strain control, the continuous cyclic softening was observed at 25 ℃, however, the cyclic hardening appeared at 760 ℃. At 25 ℃, the fatigue crack of Inconel 625 superalloy welding joints initiated transgranularly at the specimen surface and propagated in the transgranular mode. Differently, at 760 ℃, the fatigue crack initiated transgranularly at the specimen surface, but propagated in mixed transgranular and intergranular modes.

Key words： Inconel 625 nickel-based superalloy welding joint low-cycle fatigue dislocation twin boundary

ZTFLH:

TG146

作者简介: null

王媛媛, 女, 1990年生, 硕士生

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图1 Inconel 625合金焊接接头在不同温度和不同外加应变幅下进行低周疲劳时的循环应力响应曲线

图2 Inconel 625合金焊接接头在不同温度下进行低周疲劳时的总应变幅-疲劳寿命曲线

图3 Inconel 625合金焊接接头在不同温度下的应变幅-载荷反向周次关系曲线

Temperature / ℃	$ε ′ f$ / %	c	$σ ′ f$ / MPa	b	K' / MPa	n'
25	105.2	-0.699	1891.1	-1.148	8124.6	0.487
760	505.6	-0.105	1332.6	-0.143	972.6	0.106

表1 Inconel 625合金焊接接头在不同温度下的应变疲劳参数

图4 Inconel 625合金焊接接头的循环应力-应变关系曲线

图5 Inconel 625合金焊接接头在25 ℃下的低周疲劳裂纹萌生和扩展区的形貌

图6 Inconel 625合金焊接接头在760 ℃下的低周疲劳裂纹萌生和扩展区的微观形貌

图7 Inconel 625合金焊接接头在25 ℃和不同应变幅下低周疲劳变形后的微观结构

图8 Inconel 625合金焊接接头在760 ℃和不同应变幅下低周疲劳变形后的微观结构

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