技术领域
[0001] 本发明属于高温合金冷热疲劳测试领域，特别提供一种单晶高温合金冷热疲劳性能检测方法。
相关背景技术
[0002] 单晶高温合金具有良好的抗氧化性能、抗腐蚀性能、抗高温蠕变抗力及持久性能。在航空发动机、地面燃气轮机中热端关键部件中都得到了广泛应用。热端部件在服役过程中，要经受复杂的冷热冲击。由于热端部件结构复杂性，冷热变化导致的应力容易引起裂纹的萌生，进而导致部件失效。因此，冷热疲劳性能是热端部件的关键性能之一。同时，大气条件下，由于高温氧化作用，冷热疲劳裂纹更容易萌生。
[0003] 目前，通常采用薄片缺口(开口)试样，利用空冷、水淬等方式从高温冷却到低温，根据裂纹出现的长度和冷却的循环次数表征单晶合金的冷热疲劳性能。缺口半径一般比较小，不到1毫米，这样缺口尖端的应力集中越大，从而导致裂纹更容易在缺口处萌生。实际热端部件中，不存在这种尖锐开口结构，因此采用缺口结构试样测试单晶合金的冷热疲劳性能并不能代表实际部件的抗冷热疲劳能力。另外，文献中也有采用简单的微孔结构测试单晶合金的抗冷热疲劳能力，该方法并没有考虑到部件具体结构在冷热过程中所产生的应力对冷热疲劳性能的影响。因此，有必要设计一种新的结构表征单晶高温合金的抗冷热疲劳性能。
具体实施方式
[0021] 实施例1
[0022] 如图2所示，单晶高温合金DD33合金偏心圆环试样是竖直方向带有偏心孔洞的圆环，试样高度为10毫米，外圆直径Φ1的尺寸为15毫米，内圆直径Φ2的尺寸为10毫米，偏心圆的偏心距离m为0.5毫米；单晶偏心圆环试样的柱面方向为一次枝晶的生长方向，即定向凝固[001]方向。
[0023] 将单晶高温合金的使用温度1100℃设置为试样的加热最高温度，在普通箱式加热炉内加热试样至最高温度并保持10分钟至恒温状态，然后采用空冷方式将试样冷却到室温状态，在进行到一定循环周次后，将偏心圆环试样从试验装置上取下，利用光学显微镜观察裂纹是否出现以及测量裂纹的总长度；单晶偏心圆环试样的冷热疲劳次数为100次，试样表面未发现疲劳裂纹。
[0024] 实施例2
[0025] 如图3所示，单晶高温合金DD413合金偏心圆环试样是竖直方向带有偏心孔洞的圆环，试样高度为10毫米，外圆直径Φ1的尺寸为18毫米，内圆直径Φ2的尺寸为10毫米，偏心圆的偏心距离m为1毫米；单晶偏心圆环的柱面方向为一次枝晶的生长方向，即定向凝固[001]方向。
[0026] 将单晶高温合金的使用温度1050℃设置为试样的加热最高温度，在普通箱式加热炉内加热试样至最高温度并保持10分钟至恒温状态，然后采用空冷方式将试样冷却到室温状态，在进行到一定循环周次后，将偏心圆环试样从试验装置上取下，利用光学显微镜观察裂纹是否出现以及测量裂纹的总长度；单晶偏心圆环试样的冷热疲劳次数100次，试样表面未发现疲劳裂纹。
[0027] 实施例3
[0028] 单晶高温合金DD413合金偏心圆环试样的高度为10毫米，外圆直径Φ1的尺寸为18毫米，内圆直径Φ2的尺寸为10毫米，偏心圆的偏心距离m为0.5毫米；单晶偏心圆环的柱面方向为一次枝晶的生长方向，即定向凝固[001]方向。
[0029] 将单晶高温合金的使用温度1050℃设置为试样的加热最高温度，在普通箱式加热炉内加热试样至最高温度并保持20分钟至恒温状态，然后采用水淬方式将试样冷却到室温状态，在进行到一定循环周次后，将偏心圆环试样从试验装置上取下，利用光学显微镜观察裂纹是否出现以及测量裂纹的总长度；单晶偏心圆环试样的冷热疲劳次数150次，5个试样循环疲劳裂纹总长度平均值为0.2mm。
[0030] 实施例4
[0031] 单晶高温合金DD33合金偏心圆环试样的高度为10毫米，外圆直径Φ1的尺寸为16毫米，内圆直径Φ2的尺寸为8毫米，偏心圆的偏心距离m为0.5毫米；单晶偏心圆环的柱面方向为一次枝晶的生长方向，即定向凝固[001]方向。
[0032] 将单晶高温合金的使用温度1100℃设置为试样的加热最高温度，在普通箱式加热炉内加热试样至最高温度并保持20分钟至恒温状态，然后采用水淬方式将试样冷却到室温状态，在进行到一定循环周次后，将偏心圆环试样从试验装置上取下，利用光学显微镜观察裂纹是否出现以及测量裂纹的总长度；单晶偏心圆环试样的冷热疲劳次数为100次，试样表面未发现循环疲劳裂纹。
[0033] 本发明未尽事宜为公知技术。
[0034] 上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
