隨著航空發(fā)動機性能需求的日益提高,其工作環(huán)境越來越嚴酷,因而對材料性能的要求也越來越高,即要求具有更高的綜合性能及長時穩(wěn)定性。粉末冶金技術(shù)制取的高溫合金粉末細小,冷速極快,合金成分均勻,無宏觀偏析,因而制件性能穩(wěn)定,熱加工變形性能較好,可提高合金化程度,特別是能顯著提高合金的屈服強度和抗疲勞性能。由于粉末冶金的顯著優(yōu)點,粉末冶金材料在航空發(fā)動機中得到廣泛應(yīng)用。但是,粉末冶金材料中易含缺陷,在疲勞載荷作用下極易成為裂紋萌生點,降低構(gòu)件疲勞壽命。
中國航空動力機械研究所針對航空發(fā)動機粉末冶金旋轉(zhuǎn)盤件的疲勞裂紋擴展特性,以標準緊湊拉伸試樣裂紋擴展數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),基于Paris公式獲得了材料典型溫度下的裂紋擴展參數(shù),并利用簡單件對所采用的裂紋擴展計算方法進行了驗證。進行了粉末冶金旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的裂紋擴展試驗,繼而進行斷口分析,通過測量疲勞條帶獲得了裂紋擴展壽命。同時,采用有限元方法計算出粉末冶金構(gòu)件的裂紋擴展壽命,與實測值吻合較好,驗證了裂紋擴展壽命分析方法的有效性及實用性。