據(jù)統(tǒng)計，機械構(gòu)件中疲勞失效占50%～90%，航空構(gòu)件中占80%以上，因此，在航空領(lǐng)域?qū)ζ谑嗫诘姆治鲅芯坑葹橹匾暋?
GH4169合金是一種鎳基變形高溫合金，被廣泛用在渦輪盤、渦輪軸、壓氣機葉片等部件上，這些部件往往工作在高溫、高載荷等復(fù)雜環(huán)境下，在這種服役條件和環(huán)境下，材料的疲勞性能往往是直接影響其使用壽命的重要因素。
鑒于此，科研人員研究了直接時效（DA）GH4169合金的650℃和室溫條件下不同應(yīng)力集中敏感系數(shù)的旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試樣的疲勞斷口，通過對疲勞源、疲勞擴展區(qū)和疲勞瞬斷區(qū)的研究，了解直接時效GH4169合金不同應(yīng)力集中敏感條件下的疲勞失效機制。
實驗材料為GH4169（DA）合金材料。由優(yōu)質(zhì)GH4169合金在1600t水壓機上進行90mm方料鍛制，并經(jīng)鍛后時效處理：720℃/8h/以50℃/h爐冷+620℃/8h空冷。采用掃描電鏡對GH4169（DA）合金在室溫和650℃下的光滑（應(yīng)力集中敏感系數(shù)Kt=1）和缺口（應(yīng)力集中敏感系數(shù)Kt=3、4）旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試樣斷口進行了研究。試驗結(jié)果如下：
（1）GH4169（DA）合金室溫旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試樣（Kt=1）疲勞斷裂在大應(yīng)力狀態(tài)下具有多源疲勞斷裂特征，在低應(yīng)力狀態(tài)下則具有單源疲勞斷裂特征。但不論多源還是單源疲勞斷裂，疲勞裂紋均起始于表面加工缺陷處。
（2）GH4169（DA）合金室溫旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試樣（Kt=3、4）疲勞裂紋起源于缺口根部的加工缺陷處，呈現(xiàn)多源特征。在高載荷下疲勞源數(shù)量較少，低載荷下疲勞源數(shù)量較多。隨疲勞載荷的逐漸降低，瞬斷區(qū)面積逐漸減小，瞬斷區(qū)的偏心距離逐漸增大，疲勞擴展區(qū)面積逐漸增大，疲勞源區(qū)的擠壓損傷逐漸加重，疲勞源區(qū)的臺階逐漸細小。
（3）GH4169（DA）合金650℃旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試樣（Kt=1）疲勞斷裂均具有單源疲勞斷裂特征，疲勞裂紋起始于表面加工缺陷處。
（4）GH4169（DA）合金650℃旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試樣（Kt=3、4）疲勞斷裂均起源于缺口根部加工缺陷處，呈多源疲勞斷裂特征。隨疲勞載荷的逐漸降低，疲勞源區(qū)逐漸平滑，可見疲勞弧線，疲勞擴展逐漸充分，瞬斷區(qū)面積逐漸減小，瞬斷區(qū)的偏心距離逐漸增大。
（5）GH4169（DA）合金650℃旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試樣（Kt=1、3、4）疲勞斷口均有明顯氧化現(xiàn)象，疲勞裂紋源區(qū)氧化最嚴重，擴展區(qū)逐漸變色，瞬斷區(qū)由于氧化時間短，氧化較弱。隨著疲勞加載周次的增加，應(yīng)力集中敏感系數(shù)的增大，氧化程度加劇。