金属学报  2006, Vol. 42 Issue (4): 415-420

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基于延性耗竭理论的疲劳蠕变寿命预测方法

范志超; 陈学东; 陈凌; 蒋家羚

合肥通用机械研究所压力容器工程部

FATIGUE-CREEP INTERACTION LIFE PREDICTION METHOD BASED ON DUCTILITY EXHAUSTION

Zhichao Fan;;;

合肥通用机械研究所压力容器工程部

范志超; 陈学东; 陈凌; 蒋家羚 . 基于延性耗竭理论的疲劳蠕变寿命预测方法[J]. 金属学报, 2006, 42(4): 415-420 .
, , , . FATIGUE-CREEP INTERACTION LIFE PREDICTION METHOD BASED ON DUCTILITY EXHAUSTION[J]. Acta Metall Sin, 2006, 42(4): 415-420 .

摘要 参考文献 相关文章 Metrics 全文: PDF(808 KB)   摘要: 延性耗散理论认为，高温疲劳和蠕变产生的材料流动可以用粘性流进行描述，失效判据为Σ动粘性=材料韧性。本文在此基础上提出一种新的疲劳蠕变寿命预测方法，认为只有拉伸应力引起的塑性变形或蠕变变形才构成延性耗散，并提出以拉伸应力达到σmax-(σmaxσa)^1/2 作为开始塑性变形的条件。该方法适用于应力控制模式，且能综合反映应力比、加载速率、拉伸保载时间和平均应变速率的影响。用该方法对1.25Cr0.5Mo钢540℃应力控制下的疲劳区、蠕变区及疲劳蠕变交互作用区的寿命进行预测，预测结果与实测结果吻合较好。 关键词 ： 疲劳,  蠕变,  延性,  应力控制,  高温     Abstract：Ductility exhaustion theory premises that material flow caused by loads under fatigue-creep conditions can be described by dynamic viscosity, and the criterion of failure is that dynamic viscosity equals material toughness. A new fatigue-creep life prediction method has been put forward based on ductility exhaustion theory with the assumption that ductility consumption only relates to plastic strain and creep strain caused by tensile stress, and plastic strain occurs only when tensile stress equates with σmax-(σmaxσa)^1/2. The method given is applicable for stress control mode, and includes effects of stress ratio, stress rate, tensile hold time, and mean strain velocity. Applicability of the new method is assessed with fatigue, creep, and fatigue-creep data on 1.25Cr0.5Mo under stress control at 540℃, and the prediction is found to be very satisfactory with a factor of ±×1.25. Key words： fatigue    creep    ductility    stress control    high temperature 收稿日期: 2005-07-28      ZTFLH:  O346.2   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 范志超 陈学东 陈凌 蒋家羚 44.8K 链接本文: https://www.ams.org.cn/CN/      或      https://www.ams.org.cn/CN/Y2006/V42/I4/415 [1] Coffin L F. MPC.3, New York: ASME, 1976: 349 [2] Coffin L F. Proc Institution of Mech Engineers. London: 1974: 9, 74, 188 [3] Manson S S, Halford G R, Hirschberg M H. First Symposia On Design For Elevated Temperature Environment, New York: ASME, 1971: 12 [4] He J R. High Temperature Fatigue of Steel. Beijing: Science Press, 1988 (何晋瑞．金属高温疲劳．北京:科学出版社, 1988) [5] Su H S, He J R. Mater Mech Eng, 1989; 4: 30 (苏翰生,何晋瑞．机械工程材料, 1989;4:30) [6] Jeong C Y, Choi B G, Nam S W. Mater Lett, 2001; 49(1): 20 [7] Nam S W, Lee S C, Lee J M. Nuclear Eng Design, 1995; 153: 213 [8] Nam S W. Mater Sci Eng, 2002, A322: 64 [9] Goswami T. High Temp Mater Process, 1995; 14(2): 101 [10] Goswami T. High Temp Mater Process, 1996; 15(1-2): 91 [11] Goswami T. Int J Fatigue, 1997; 19: 109 [12] Chen G L, Shu G G. Proc CSEE, 1990; 10(1): 1 (陈国良,束国刚．中国电机工程学报, 1990;10(1):1) [13] Xia Z, Kujawski D, Ellyin F. Int J Fatigue, 1996; 18: 335 [14] Fan Z C, Jiang J L. J Zhejiang Univ (Eng Sci), 2004; 38: 1190 (范志超,蒋家羚．浙江大学学报(工学版),2004;38:1190) [1] 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. [2] 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. [3] 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. [4] 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. [5] 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. [6] 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. [7] 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. [8] 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. [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] 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. [11] 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. [12] 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. [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