金属学报  2004, Vol. 40 Issue (10): 1104-1108

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高温合金氧化膜破坏的界面断裂力学分析

雷明凯 徐忠成 杨辅军 高 峰

大连理工大学材料工程系; 大连 116024

Interface Fracture Mechanics of Failure For Oxide Scale on Superalloy

LEI Mingkai; XU Zhongcheng; YANG Fujun; GAO Feng

Department of Materials Engineering; Dalian University of Technology; Dalian 116024

雷明凯; 徐忠成; 杨辅军; 高峰 . 高温合金氧化膜破坏的界面断裂力学分析[J]. 金属学报, 2004, 40(10): 1104-1108 .
, , , . Interface Fracture Mechanics of Failure For Oxide Scale on Superalloy[J]. Acta Metall Sin, 2004, 40(10): 1104-1108 .

摘要 参考文献 相关文章 Metrics 全文: PDF(3678 KB)   摘要: 依据双材料模型分析高温合金氧化膜的应力状态，确定了氧化膜弯曲剥落的最大挠度与氧化膜压应力间关系。利用界面断裂力学理论，建立了高温合金氧化膜剥落的弯曲图。镍基高温合金氧化表面剥落的Al2O3氧化膜，在界面粗糙度参数为0.3——0.4，临界弯曲指数c为1和临界粘附性指数c为1.15时，弯曲剥落特性与实验结果相符。高温合金氧化膜的弯曲图合理解释了氧化膜的弯曲剥落过程。 关键词 ： 氧化膜,  高温合金,  界面断裂力学     Abstract：The stress state of the oxide scale on superalloy was analyzed using a bimaterial mode. The relationship between the maximum buckling deflection of oxide scale and the compressive stress of oxide scale was determined. Based on interface fracture mechanics, the buckling map for spalling was established. The spalling characteristics of the oxide scale described by the buckling map is consistent with the experimental data for the Al2O3 scale on the Ni-based superalloy under the conditions that the parameter relating to the roughness of the oxide alloy interface is between 0.3 and 0.4, a critical buckling index is 1 and a critical adhesion index is 1.15. The buckling and spalling course of the oxide scale on the superalloy was successfully explained with the buckling map. Key words： oxide scale    superalloy    interface fracture mechanics 收稿日期: 2003-11-17      ZTFLH:  TG139   服务 把本文推荐给朋友 加入引用管理器 E-mail Alert RSS 作者相关文章 雷明凯 徐忠成 杨辅军 高峰 44.8K 链接本文: https://www.ams.org.cn/CN/      或      https://www.ams.org.cn/CN/Y2004/V40/I10/1104 [1] Lowell C E, Barrett C A, Palmer R W, Auping J V, PobstH B. Oxid Met, 1991; 36: 81 [2] Smialek J L. JOM, 2000; 1: 22 [3] Chan K S. Metall Mater Trans, 1997; A28: 411 [4] Chan K S, Cheruvu N S, Leverant G R. J Eng Gas TurbPower, 1998; 120: 609 [5] Chan K S, Cheruvu N S, Leverant G R. J Eng Gas TurbPower, 1999; 121: 484 [6] Lei M K, Yang F J, Luo P, Zhu X P. J Chin Soc CorrosProt. 2002; 22: 65(雷明凯,杨辅军,罗鹏,朱小鹏.中国腐蚀与防护学报,2002;22:65) [7] Evans H E, Lobb R C. Corros Sci, 1984; 24: 209 [8] Hutchinson J W, Thouless M D, Liniger E G. Acta MetallMater, 1992; 40: 295 [9] Wang J S, Evans A G. Acta Mater, 1998; 46: 4993 [10] Evans A G, Hutchinson J W. Int J Solids Struct, 1984;20: 455 [11] Suo Z, Hutchinson J W. Int J Fract, 1990; 43: 1 [12] Hutchinson J W, Suo Z. Adv Appl Mech, 1992; 29: 63 [13] Evans A G, Hutchinson J W. Acta Metall Mater, 1995;43: 2507 [14] Qian Y H, Li M S, Zhang Y M. Corros Sci Prot Technol,2003; 15: 90(钱余海,李美栓,张亚明.腐蚀科学与防护技术,2003;15:90) [15] Hutchinson J W, Mear M E, Rice J R. J Appl Mech, 1987;54: 828 [16] Christensen J R, Lipkin D M, Clarke D R. Acta Mater,1996; 44: 3813 [17] Wang J S, Evans A G. Acta Mater, 1999; 47: 699 [18] Tolpygo V K, Clarke D R. Mater Sci Eng, 2000; A278:151& [1] 王磊, 刘梦雅, 刘杨, 宋秀, 孟凡强. 镍基高温合金表面冲击强化机制及应用研究进展[J]. 金属学报, 2023, 59(9): 1173-1189. [2] 冯强, 路松, 李文道, 张晓瑞, 李龙飞, 邹敏, 庄晓黎. γ' 相强化钴基高温合金成分设计与蠕变机理研究进展[J]. 金属学报, 2023, 59(9): 1125-1143. [3] 张健, 王莉, 谢光, 王栋, 申健, 卢玉章, 黄亚奇, 李亚微. 镍基单晶高温合金的研发进展[J]. 金属学报, 2023, 59(9): 1109-1124. [4] 马德新, 赵运兴, 徐维台, 王富. 重力对高温合金定向凝固组织的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(9): 1279-1290. [5] 陈佳, 郭敏, 杨敏, 刘林, 张军. 新型钴基高温合金中W元素对蠕变组织和性能的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(9): 1209-1220. [6] 宫声凯, 刘原, 耿粒伦, 茹毅, 赵文月, 裴延玲, 李树索. 涂层/高温合金界面行为及调控研究进展[J]. 金属学报, 2023, 59(9): 1097-1108. [7] 卢楠楠, 郭以沫, 杨树林, 梁静静, 周亦胄, 孙晓峰, 李金国. 激光增材修复单晶高温合金的热裂纹形成机制[J]. 金属学报, 2023, 59(9): 1243-1252. [8] 江河, 佴启亮, 徐超, 赵晓, 姚志浩, 董建新. 镍基高温合金疲劳裂纹急速扩展敏感温度及成因[J]. 金属学报, 2023, 59(9): 1190-1200. [9] 赵鹏, 谢光, 段慧超, 张健, 杜奎. 两种高代次镍基单晶高温合金热机械疲劳中的再结晶行为[J]. 金属学报, 2023, 59(9): 1221-1229. [10] 毕中南, 秦海龙, 刘沛, 史松宜, 谢锦丽, 张继. 高温合金锻件残余应力量化表征及控制技术研究进展[J]. 金属学报, 2023, 59(9): 1144-1158. [11] 郑亮, 张强, 李周, 张国庆. 增/降氧过程对高温合金粉末表面特性和合金性能的影响：粉末存储到脱气处理[J]. 金属学报, 2023, 59(9): 1265-1278. [12] 白佳铭, 刘建涛, 贾建, 张义文. 高W高Ta型粉末高温合金的蠕变性能及溶质原子偏聚[J]. 金属学报, 2023, 59(9): 1230-1242. [13] 李嘉荣, 董建民, 韩梅, 刘世忠. 吹砂对DD6单晶高温合金表面完整性和高周疲劳强度的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(9): 1201-1208. [14] 刘兴军, 魏振帮, 卢勇, 韩佳甲, 施荣沛, 王翠萍. 新型钴基与Nb-Si基高温合金扩散动力学研究进展[J]. 金属学报, 2023, 59(8): 969-985. [15] 穆亚航, 张雪, 陈梓名, 孙晓峰, 梁静静, 李金国, 周亦胄. 基于热力学计算与机器学习的增材制造镍基高温合金裂纹敏感性预测模型[J]. 金属学报, 2023, 59(8): 1075-1086. Viewed Full text Abstract Cited   Shared      Discussed