Confie no equipamento de medição e controle M-6000 da Keller para resolver o problema da expansão de rachaduras de fadiga de ligas de alta temperatura

Este artigo apresenta um estudo sistemático sobre o comportamento de expansão de rachaduras de fadiga em ligas de alta temperatura à base de níquel GH4169, um material-chave para componentes aeroespaciais quentes, com acoplamento de sobrecarga a altas temperaturas (650 ℃). Os autores adotaram um sistema de imagem digital tridimensional de lente única baseado em prisma duplo, combinado com o sistema eletromagnético de alta precisão de medição e controle de KyleTeste de mecânica dinâmicaO sistema desenvolveu um novo método de sincronização de imagens e cargas de fadiga e propôs uma estratégia híbrida que combina polinómios incrementais e métodos de corte de linhas para melhorar significativamente a precisão do cálculo da taxa de expansão de rachaduras de fadiga. Ao introduzir este novo parâmetro, o sistema analisou as mudanças no efeito de fechamento da fissura sob diferentes relações de tensão (R = 0,1 e R = 0,5).

Os resultados mostraram que as rachaduras de fadiga se expandiam mais rapidamente em condições de menor relação de estresse (R = 0,1) e que os efeitos de atraso causados pela sobrecarga eram mais significativos; O efeito de fechamento da fissura é evidente quando R = 0,1 e quase desaparece quando R = 0,5. Além disso, após a aplicação de uma sobrecarga de pico único, o efeito de fechamento da rachadura foi significativamente suprimido na fase inicial, mas seus efeitos gradualmente retornaram aos níveis pré-sobrecarga à medida que a rachadura atravessava a área plástica induzida pela sobrecarga.

Demonstrando o layout geral do sistema de teste de fadiga de alta temperatura adotado pelo instituto, o sistema de teste mecânico dinâmico eletromagnético da Keller é o principal equipamento de carga, com forno de alta temperatura personalizado e dispositivo de captura de imagem digital tridimensional de lente única de prisma duplo, para construir uma plataforma completa de teste de fadiga de alta temperatura. O sistema sincroniza exatamente a carga de fadiga com a medição de deformação em todo o campo em ambientes de alta temperatura de 650 ° C, proporcionando uma base experimental confiável para estudar o comportamento de expansão de rachaduras em altas temperaturas.

A imagem de amostra compacta de estiramento obtida através do sistema DIC 3D BSL é mostrada com pintura branca mate resistente a altas temperaturas para formar manchas aleatórias, um tratamento que garante a obtenção de dados de análise DIC de alta qualidade ao mesmo tempo que a máquina de teste de controle de medição Keil realiza um controle preciso da carga.

Foram dados os espectros de carga circular em condições de carga de amplitude constante e sobrecarga de pico único (relação de sobrecarga de 1,7) alcançadas pelo sistema de medição Keil, com relações de tensão R = 0,1 e R = 0,5, respectivamente. A precisão e a estabilidade do controle de carga fornecem uma garantia confiável para estudar o impacto de diferentes históricos de carga na expansão de rachaduras.

O processo de identificação da localização da rachadura é demonstrado ao comparar imagens do caminho da rachadura em três ciclos de medição vizinhos sob a carga máxima. A imagem do meio é a forma da rachadura do ciclo atual, o topo e o baixo são respectivamente a forma da rachadura do ciclo anterior e posterior, e a rachadura pode ser localizada com precisão por meio da comparação, fornecendo a base para a disposição da extensão de deslocamento virtual posterior.

Este estudo, através do sistema de teste mecânico eletromagnético controlado pela Kell, revelou em profundidade o efeito da liga de alta temperatura à base de níquel GH4169 em condições de alta temperatura de 650 ° C, diferentes relações de tensão e sobrecarga de pico único sobre seu comportamento de expansão de rachaduras de fadiga. A confiabilidade e a precisão dos dados experimentais fornecem apoio técnico importante para a compreensão dos mecanismos de danos por fadiga em ligas de alta temperatura à base de níquel em condições de serviço.