[发明专利]一种基于疲劳、氧化交互作用的热成形模具使用寿命预测方法

摘要

本发明提供一种基于疲劳、氧化交互作用的热成形模具使用寿命预测方法，包括如下步骤：步骤1：在热作模成形钛合金件的工况下对热成形模具进行疲劳试验，首先判断试验是否既是热机械疲劳，又是氧化疲劳，若是则进行以下步骤；步骤2：观察氧化物微观组织成分，确定氧化物的主要成分；步骤3：建立氧化层应力模型；步骤4：建立由氧化层断裂而导致的裂纹扩展速率模型；步骤5：建立疲劳氧化相互作用导致的总损伤率模型；步骤6：用临界裂纹长度acr将总损伤率模型无量纲化，得到热成形模具使用寿命预测模型；步骤7：计算疲劳旋转周数和热机械疲劳期间总应变，绘制应变‑疲劳曲线。本发明可预测热成形模具在实际服役环境下因疲劳、氧化而失效的情况。

主权项

1.一种基于疲劳、氧化交互作用的热成形模具使用寿命预测方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：对热成形模具进行疲劳试验，首先判断试验是否为机械循环和温度循环叠加构成，即是否为热机械疲劳；微观组织显示疲劳裂纹是否穿晶萌生、沿晶扩展；若不是，该预测方法不适用；步骤2：对失效构件进行微观分析，是否有氧化物裂纹，即判断是否为氧化疲劳导致失效，若不是，该预测方法不适用；步骤3：若既是热机械疲劳，又是氧化疲劳，即失效是由疲劳、氧化交互作用所导致，则观察热成形模具表面生成的氧化物的微观组织成分，确定氧化物的主要成分，测出氧化物和热成形模具的基体材料的相关参数；步骤4：根据氧化物的参数和基体材料的参数，建立氧化层应力模型；步骤5：建立由氧化层断裂而导致的裂纹扩展速率模型；步骤6：建立疲劳氧化相互作用导致的总损伤率模型；步骤7：用临界裂纹长度将总损伤率模型无量纲化，得到热成形模具使用寿命预测模型；步骤8：根据热成形模具使用寿命预测模型得到疲劳旋转周数，计算出热机械疲劳期间总应变，绘制应变‑疲劳曲线。