本文標題：" 微觀結構精密應用和集成金屬分析顯微鏡"
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微觀結構精密應用和集成金屬分析顯微鏡
疲勞和疲勞裂紋擴展
在飛機反復的起飛、巡航、著陸的循環過程中，渦輪發動機部件會承受
顯著的應力起伏和溫度變化，這些循環過程會導致部件產生局部的微小塑
性變形。所以，在發動機設計中，其低周低頻疲勞特性是比較受關注的性
能之一。隨著翼面上循環的快速積累（頻率在kHz量級），發動機的振動和
渦輪級間的空氣流動也會導致高周疲勞。
對于鑄造合金，在高溫下的疲勞過程中，其表面會首先形成高密度的
裂紋。裂紋可能存在于表面上形成的脆性氧化物或是銷化物涂層中，其中
只有一小部分向內傳播。在相對低溫和高周條件下，無論是對丁^等軸還是
單晶合金
拉伸或壓縮的持續時間對于疲勞特性亦有著重要的影響。對于單晶體
，在溫度>950℃的條件下，長時間的拉伸對于疲勞壽命的縮減作用比壓縮
要小。在峰值壓縮負載下，保持一定時間，體積蠕變變形隨著筏形化而逐
漸產生，這會導致卸載后殘余拉應力的存在。殘余拉應力會導致高溫合金
表面上或鋁化物涂層中的裂紋張開．以及裂紋尖端的氧化。再加壓時，沿
著裂紋面方向的拉伸（因為泊松效應）誘導氧化物的拉伸，進一步使氧化
物進入蠕變基體中。因此，涂層巾或高溫合金內裂紋尖端的氧化運動及高
溫合金的抗蠕變性能必須加以優化，以最大限度地減弱在持續壓縮條件下
的這種退化作鎳基高溫合金在葉片中的應用：制造、性能和應用用
盡管疲勞和疲勞裂紋擴展常常限制了材料的性能，但能夠表征出復雜
加載、裂紋萌生和擴展行為、微觀結構及環境的用于壽命預測的全面模型
仍然需要持續發展。對于元件壽命預測來說，物理模型與能夠識別當前損
傷狀態的先進傳感器的綜合使用仍不失為一種有相當前景的方法
航空發動機的苛刻工作環境推動了一類高效的耐高溫材料的發展：鎳
基高溫合金。通過對化學結構和微觀結構的精密控制，伴隨著材料鑄造和
鍛造加工工藝的不斷革新，這類材料性能的持續發展已經成為可能。合金
設計_T-具與微觀結構演變及力學性能模型的發展、應用和集成也使得這種
材料獲得了更大限度的發展。而材料模型與航空、熱力學及結構方面的發
動機設計工具的集成則仍是一項巨大的挑戰和機遇
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