CN112630045A - 基于真实叶片样品的镍基单晶合金的蠕变寿命预测方法 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及航空技术领域，尤其涉及一种基于真实叶片样品的镍基单晶合金的蠕变寿命预测方法。该蠕变寿命预测方法包括：对涡轮叶片上不同部位的多个真实叶片样品进行蠕变试验，以得到各个真实叶片样品的蠕变曲线；对多个真实叶片样品的蠕变试验过程进行观测，以得到镍基单晶合金的滑移系开动规律；基于蠕变曲线和滑移系开动规律，构建出真实叶片样品的蠕变本构模型和蠕变损伤模型；基于蠕变本构模型和蠕变损伤模型，构建出真实叶片样品的寿命预测模型。该蠕变寿命预测方法能够对镍基单晶合金的蠕变寿命进行计算，也有助于较为精确地了解涡轮叶片的寿命情况，并为工程实际提供一定的借鉴。

Description

基于真实叶片样品的镍基单晶合金的蠕变寿命预测方法
技术领域
本公开涉及航空技术领域，尤其涉及一种基于真实叶片样品的镍基单晶合金的蠕变寿命预测方法。
背景技术
众所周知，镍基单晶合金具有优异的高温力学性能，通常用来制造航空发动机中的涡轮叶片。近年来，随着航空工业的快速发展，对大尺寸涡轮叶片的需求不断增多，而大尺寸涡轮叶片制备中可能出现界面弯曲、温度梯度不足和对流等问题，均会导致镍基单晶合金的晶体取向存在偏差。
同时，随着涡轮叶片中气冷结构的日益复杂，由于在凝固过程中受叶片几何尺寸、合金成分、凝固工艺等因素影响，导致在定向凝固及后期的热处理过程中涡轮叶片上不同部位的晶体取向存在差异，而这些差异使得涡轮叶片容易产生蠕变裂纹，进而导致涡轮叶片失效或断裂。
目前，对因晶体取向差异而导致的蠕变性能差异的研究相对较少，且多集中在对标准棒状样品或标准板状样品的蠕变寿命进行研究，而很少有人基于真实涡轮叶片的取样样品对镍基单晶合金的蠕变寿命进行研究。
所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本公开的目的在于提供一种基于真实叶片样品的镍基单晶合金的蠕变寿命预测方法，能够对镍基单晶合金的蠕变寿命进行计算，也有助于较为精确地了解涡轮叶片的寿命情况，并为工程实际提供一定的借鉴。
为实现上述发明目的，本公开采用如下技术方案：
根据本公开的一个方面，提供一种基于真实叶片样品的镍基单晶合金的蠕变寿命预测方法，所述蠕变寿命预测方法包括：
对涡轮叶片上不同部位的多个真实叶片样品进行蠕变试验，以得到各个所述真实叶片样品的蠕变曲线；
对多个所述真实叶片样品的蠕变试验过程进行观测，以得到镍基单晶合金的滑移系开动规律；
基于所述蠕变曲线和所述滑移系开动规律，构建出所述真实叶片样品的蠕变本构模型和蠕变损伤模型；
基于所述蠕变本构模型和所述蠕变损伤模型，构建出所述真实叶片样品的寿命预测模型。
在本公开的一种示例性实施例中，所述真实叶片样品的数量为三个，三个所述真实叶片样品分别为叶尖部样品、叶身部样品和叶根部样品。
在本公开的一种示例性实施例中，基于所述蠕变曲线和所述滑移系开动规律，构建所述真实叶片样品的蠕变本构模型和蠕变损伤模型，包括：
基于所述蠕变曲线，获取所述试验件的蠕变曲线参数，所述蠕变曲线参数包括温度蠕变参数、初始损伤率、临界分切应力、伯格斯矢量模和材料常数；
基于所述滑移系开动规律，获取所述试验件的滑移系参数，所述滑移系参数包括滑移方向、滑移面单位法向量、材料筏化速率；
基于所述温度蠕变参数、所述滑移方向和所述滑移面单位法向量，构建出所述蠕变本构模型；
结合所述蠕变本构模型，基于所述初始损伤率、所述临界分切应力、所述伯格斯矢量模、所述材料常数和所述材料筏化速率，构建出所述蠕变损伤模型。
在本公开的一种示例性实施例中，所述蠕变本构模型满足如下第一关系式：
Figure BDA0002788100390000021
式中，
Figure BDA0002788100390000022
为所述真实叶片样品的蠕变剪应变率；α代表所述真实叶片样品的不同滑移系；A为所述真实叶片样品的第一温度蠕变参数；n为所述真实叶片样品的第二温度蠕变参数；τ(α)是所述滑移系的分切应力，且
Figure BDA0002788100390000031
其中，σ为所述真实叶片样品在晶轴系下的应力张量；P(α)为取向因子；m(α)为所述滑移系的滑移方向；n(α)为所述滑移面的单位法向量。
在本公开的一种示例性实施例中，所述蠕变损伤模型满足如下第二关系式：
Figure BDA0002788100390000032
式中，ω(α)为所述真实叶片样品的材料损伤；
Figure BDA0002788100390000033
为所述真实叶片样品的损伤率；
Figure BDA0002788100390000034
为所述初始损伤率；
τ(α)为所述滑移系的蠕变分切应力；τor为所述真实叶片样品的蠕变门槛应力；
Figure BDA0002788100390000035
为所述真实叶片样品的蠕变阻碍应力；τc为所述临界分切应力；
β为常数；χ为所述真实叶片样品的第三温度蠕变参数；φ为所述真实叶片样品的第四温度蠕变参数；
Figure BDA00027881003900000310
为所述真实叶片样品的初始蠕变剪应变率；
Figure BDA0002788100390000037
为所述真实叶片样品的稳态蠕变剪应变率。
在本公开的一种示例性实施例中，所述蠕变的门槛应力τor满足如下第三关系式：
Figure BDA0002788100390000038
式中，G为所述真实叶片样品的剪切模量；b为所述伯格斯矢量模；λ为所述材料常数；κ为所述真实叶片样品的基体通道当前宽度，且
Figure BDA0002788100390000039
其中，κ0为所述真实叶片样品的初始基体通道宽度；c1为所述材料筏化速率，且所述材料筏化速率c1的取值范围为0.01～0.02mm/s；t为蠕变时间。
在本公开的一种示例性实施例中，所述阻碍应力
Figure BDA0002788100390000041
满足如下第四关系式：
Figure BDA0002788100390000042
式中，c2为常量，
Figure BDA0002788100390000043
为镍基单晶合金中γ基体的位错密度，且
Figure BDA0002788100390000044
演化规律为：
Figure BDA0002788100390000045
其中，k1为表征位错应力硬化的材料常数；k2为表征位错应力恢复的材料常数。
在本公开的一种示例性实施例中，所述临界分切应力τc满足如下第五关系式：
τc＝Sf×σ0.2
式中，Sf为施密特因子；σ0.2为镍基单晶合金的屈服应力。
在本公开的一种示例性实施例中，所述初始蠕变剪应变率
Figure BDA0002788100390000046
满足如下第六关系式：
Figure BDA0002788100390000047
式中，R为气体常数；T为绝对温度；Q为激活能。
在本公开的一种示例性实施例中，所述寿命预测模型满足如下第七关系式：
Figure BDA0002788100390000048
式中，tf为所述真实叶片样品的断裂时间；N为所述滑移系下的滑移面开动方向的个数，且六面体滑移系对应的N为6，八面体滑移系和十二面体滑移系对应的N为12。
本公开实施方式的基于真实叶片样品的镍基单晶合金的蠕变寿命预测方法，在操作过程中，首先，对涡轮叶片上不同部位的多个真实叶片样品进行蠕变试验，以得到各个真实叶片样品的蠕变曲线；其次，对多个真实叶片样品的蠕变试验过程进行观测，以得到镍基单晶合金的滑移系开动规律和；然后，基于蠕变曲线、滑移系开动规律和，构建出真实叶片样品的蠕变本构模型和蠕变损伤模型；最后，基于蠕变本构模型和蠕变损伤模型，构建出真实叶片样品的寿命预测模型。由此，根据寿命预测模型即可计算出镍基单晶合金的剩余寿命，从而能够较为精确地了解涡轮叶片的寿命情况，并为工程实际提供一定的借鉴。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本公开实施方式基于真实叶片样品的镍基单晶合金的蠕变寿命预测方法的流程示意图。
图2是本公开实施方式基体相中位错弓出越过强化相的示意图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施例使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。
所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本公开的主要技术创意。
虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。其他相对性的用语，例如“高”“低”“顶”“底”“左”“右”等也作具有类似含义。
当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。用语“一个”、“一”、“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。用语“第一”和“第二”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。
本公开实施方式中提供一种基于真实叶片样品的镍基单晶合金的蠕变寿命预测方法，如图1所示，该蠕变寿命预测方法可包括以下步骤：
步骤S110，对涡轮叶片上不同部位的多个真实叶片样品进行蠕变试验，以得到各个真实叶片样品的蠕变曲线；
步骤S120，对多个真实叶片样品的蠕变试验过程进行观测，以得到镍基单晶合金的滑移系开动规律；
步骤S130，基于蠕变曲线和滑移系开动规律，构建出真实叶片样品的蠕变本构模型和蠕变损伤模型；
步骤S140，基于蠕变本构模型和蠕变损伤模型，构建出真实叶片样品的寿命预测模型。
由此，根据寿命预测模型即可计算出镍基单晶合金的剩余寿命，从而能够较为精确地了解涡轮叶片的寿命情况，并为工程实际提供一定的借鉴。
下面对本公开实施方式提供的基于真实叶片样品的镍基单晶合金的蠕变寿命预测方法进行详细说明：
步骤S110，对涡轮叶片上不同部位的多个真实叶片样品进行蠕变试验，以得到各个真实叶片样品的蠕变曲线。
易于理解的是，在步骤S110之前，首先要对涡轮叶片的多个不同部位进行取样，以得到多个真实叶片样品。举例而言，真实叶片样品可以切割成平板状或棒状等，此处不作特殊限定；真实叶片样品的数量可以为三个，且三个真实叶片样品分别为叶尖部样品、叶身部样品和叶根部样品，从而能够对整个涡轮叶片进行研究。
当然，在对涡轮叶片进行切割时，还需要考虑如何最大化地利用叶片材料的问题，此处不再详细描述。
在步骤S110中，由于涡轮叶片真实的服役温度通常为980℃，因此选择中温范围(800℃～1000℃)环境下对真实叶片样品进行蠕变试验，从而得到与叶尖部样品、叶身部样品和叶根部样品相对应的三条蠕变曲线，此处不再详细描述。
步骤S120，对多个真实叶片样品的蠕变试验过程进行观测，以得到镍基单晶合金的滑移系开动规律。
具体而言，采用扫描电镜(SEM)观测蠕变过程中微结构演化过程，得到强化相的粗化、微裂纹形成、微裂纹扩展及断裂方式等信息，从而获得镍基单晶合金的。同时，采用透射电镜(TEM)对蠕变初期三个真实叶片样品的位错形貌进行观测，得到表面层位错的类型、产生和增值、晶体滑移特性等微观组织演变信息，从而获得镍基单晶合金的滑移系开动规律。
步骤S130，基于蠕变曲线和滑移系开动规律，构建出真实叶片样品的蠕变本构模型和蠕变损伤模型。
详细介绍，步骤S130可包括以下步骤：
步骤S1301，基于蠕变曲线，获取试验件的蠕变曲线参数，具体而言，蠕变曲线参数可包括温度蠕变参数、初始损伤率、临界分切应力、伯格斯矢量模和料常数等，此处不再详细介绍；
步骤S1302，基于滑移系开动规律，获取试验件的滑移系参数，具体而言，滑移系参数可包括滑移方向、滑移面单位法向量、材料筏化速率等，此处不再详细介绍；
步骤S1303，基于温度蠕变参数、滑移方向和滑移面单位法向量，构建出蠕变本构模型，且蠕变本构模型可满足如下第一关系式：
Figure BDA0002788100390000081
式中，
Figure BDA0002788100390000082
为真实叶片样品的蠕变剪应变率；α代表真实叶片样品的不同滑移系，镍基单晶合金的滑移系包括六面体滑移系、八面体滑移系和十二面体滑移系；A为真实叶片样品的第一温度蠕变参数，n为真实叶片样品的第二温度蠕变参数，二者均可由真实叶片样品的蠕变曲线获取，且随滑移系的变化而发生改变；τ(α)是滑移系的分切应力，且
Figure BDA0002788100390000083
其中，σ为真实叶片样品在晶轴系下的应力张量；P(α)为取向因子；m(α)为滑移系的滑移方向，n(α)为滑移面的单位法向量，二者均可由镍基单晶合金的滑移系开动规律和推导而来，此处不再详细描述。
需要注意的是，真实叶片样品的本构模型还可用蠕变变形应变率来表征，且蠕变变形应变率可记为
Figure BDA0002788100390000084
并满足如下关系式：
Figure BDA0002788100390000085
式中，
Figure BDA0002788100390000086
为宏观应变率，且
Figure BDA0002788100390000087
而
Figure BDA0002788100390000088
为弹性部分的应变率、
Figure BDA0002788100390000089
为非弹性部分的应变率，且
Figure BDA00027881003900000810
再将蠕变应变分解：
Figure BDA00027881003900000811
其中，
Figure BDA00027881003900000812
对应的是六面体滑移系的蠕变应变、
Figure BDA00027881003900000813
对应的是八面体滑移系及
Figure BDA00027881003900000814
对应的是十二面体滑移系。如果其中某个滑移系不开动，则对应的值取零。
另外，Ce为各向异性弹性张量，且
Figure BDA0002788100390000091
其中，C11、C12和C44均为弹性常数，且
Figure BDA0002788100390000092
E为弹性模量、μ为泊松比、G为剪切模量。
为了得到弹性模量E、泊松比μ和剪切模量G，需要对试验件进行拉伸试验，并得到试验件的拉伸曲线，然后对得到的拉伸曲线进行拟合，进而求解出弹性模量E、泊松比μ和剪切模量G。
由于镍基单晶合金为各向异性材料，各向异性弹性张量Ce仅适用于[001]晶轴系，所以，当所用的坐标系不同于[001]晶轴系时，需要对Ce矩阵要进行坐标转换，可用矩阵运算得到：
CXYZ＝[T][C][T]T
其中，
Figure BDA0002788100390000093
式中，l、m和n是模型坐标轴O-X-Y-Z轴在晶体轴o-x-y-z中的方向余弦，晶体轴即为[001]、[010]和[100]三个晶体取向，此处不再详细描述。
步骤S1304，结合蠕变本构模型，再基于初始损伤率、临界分切应力、伯格斯矢量模、材料常数和材料筏化速率，构建出蠕变损伤模型，且蠕变损伤模型可满足如下第二关系式：
Figure BDA0002788100390000094
下面详细介绍第二关系式中各个参数：
①ω(α)为真实叶片样品的材料损伤；
Figure BDA0002788100390000101
为真实叶片样品的损伤率；
Figure BDA0002788100390000102
为初始损伤率；②τ(α)为滑移系的蠕变分切应力，已在上文详细介绍，此处不再赘述；③τor为试验件的蠕变门槛应力，由于位错的绕过机制会阻碍位错在基体内的运动，在蠕变过程中，基体通道的宽度随时间增加而变宽，基体通道宽度控制着位错在外力下的绕过机制。如图2所示，如果位错绕过强化相所需应力小于剪切强化相的应力，则材料塑形变形主要来自于基体相中的位错运动。
因此，蠕变门槛应力τor满足如下第三关系式：
Figure BDA0002788100390000103
式中，G为真实叶片样品的剪切模量；b为伯格斯矢量模；λ为材料常数；κ为真实叶片样品的基体通道当前宽度，且
Figure BDA0002788100390000104
其中，κ0为真实叶片样品的初始基体通道宽度；c1为材料筏化速率，且c1的取值范围为0.01～0.02mm/s；t为蠕变时间。
④
Figure BDA0002788100390000105
为真实叶片样品的蠕变阻碍应力，且阻碍应力
Figure BDA0002788100390000106
满足如下第四关系式：
Figure BDA0002788100390000107
式中，c2为常量，
Figure BDA0002788100390000108
为镍基单晶合金中γ基体的位错密度，且
Figure BDA0002788100390000109
演化规律为：
Figure BDA00027881003900001010
其中，k1为表征位错应力硬化的材料常数；k2为表征位错应力恢复的材料常数。
⑤τc为临界分切应力，基于晶体塑性理论，分解到各滑移面上的分切应力τ与宏观应力σ之间的关系可用如下第五关系式：
τ＝Sfσ
式中，Sf为Schmid(施密特)因子，具体取值见表1：
表1三个取向滑移系的Sf
Figure BDA0002788100390000111
如前所述，对真实叶片样品进行拉伸试验可得到真实叶片样品的拉伸曲线，相应地，根据拉伸曲线可得到屈服应力σ0.2，再结合Sf，即可求出为临界分切应力τc＝Sf×σ0.2，此处不再详细描述。
⑥
Figure BDA0002788100390000112
为真实叶片样品的稳态蠕变剪应变率；
Figure BDA0002788100390000113
为真实叶片样品的初始蠕变剪应变率，且初始蠕变剪应变率
Figure BDA0002788100390000114
可满足如下第六关系式：
Figure BDA0002788100390000115
式中，R为气体常数；T为绝对温度；Q为激活能，六面体滑移系的Q值为7.3×10-19J/atom、八面体滑移系的Q值为6.97×10-19J/atom、十二面体滑移系的Q值为需要经试验确定，此处不再详细描述。
⑦χ为真实叶片样品的第三温度蠕变参数，φ为真实叶片样品的第四温度蠕变参数，二者均可由真实叶片样品的蠕变曲线获取，且随滑移系的变化而发生改变；β为常数，此处不再详细描述。
步骤S140，基于蠕变本构模型和蠕变损伤模型，构建出真实叶片样品的寿命预测模型，且寿命预测模型可满足如下第七关系式：
Figure BDA0002788100390000116
式中，tf为真实叶片样品的断裂时间；τc为临界分切应力；N为滑移系下的滑移面开动方向的个数，具体而言，六面体滑移系对应的N为6，八面体滑移系和十二面体滑移系对应的N为12。
需要注意的是，在对真实叶片样品的断裂时间(寿命)进行预测前，需要对真实叶片样品的失效形式进行判断，具体而言，首先用R(α)作为蠕变(长时)失效判据和拉伸(短时)失效判据，且
Figure BDA0002788100390000121
其次，当
Figure BDA0002788100390000122
时，即R(α)≤0时，真实叶片样品的基体内并无滑移变形，此时，真实叶片样品不会出现损伤；
当
Figure BDA0002788100390000123
即
Figure BDA0002788100390000124
时，真实叶片样品处于蠕变变形状态，相应的蠕变损伤模型满足第二关系式、相应的寿命预测模型满足第六关系式，此处不再赘述；
当
Figure BDA0002788100390000125
即τ(α)≥τc时，真实叶片样品的外部荷载大于材料屈服强度，真实叶片样品将发生瞬时拉伸破坏。
应当理解的是，本公开不将其应用限制到本说明书提出的部件的详细结构和布置方式。本公开能够具有其他实施方式，并且能够以多种方式实现并且执行。前述变形形式和修改形式落在本公开的范围内。应可理解的是，本说明书公开和限定的本公开延伸到文中和/或附图中提到或明显的两个或两个以上单独特征的所有可替代组合。所有这些不同的组合构成本公开的多个可替代方面。本说明书所述的实施方式说明了已知用于实现本公开的最佳方式，并且将使本领域技术人员能够利用本公开。

Claims (10)

1.一种基于真实叶片样品的镍基单晶合金的蠕变寿命预测方法，其特征在于，所述蠕变寿命预测方法包括：
对涡轮叶片上不同部位的多个真实叶片样品进行蠕变试验，以得到各个所述真实叶片样品的蠕变曲线；
对多个所述真实叶片样品的蠕变试验过程进行观测，以得到镍基单晶合金的滑移系开动规律；
基于所述蠕变曲线和所述滑移系开动规律，构建出所述真实叶片样品的蠕变本构模型和蠕变损伤模型；
基于所述蠕变本构模型和所述蠕变损伤模型，构建出所述真实叶片样品的寿命预测模型。
2.根据权利要求1所述的蠕变寿命预测方法，其特征在于，所述真实叶片样品的数量为三个，三个所述真实叶片样品分别为叶尖部样品、叶身部样品和叶根部样品。
3.根据权利要求1所述的蠕变寿命预测方法，其特征在于，基于所述蠕变曲线和所述滑移系开动规律，构建所述真实叶片样品的蠕变本构模型和蠕变损伤模型，包括：
基于所述蠕变曲线，获取所述试验件的蠕变曲线参数，所述蠕变曲线参数包括温度蠕变参数、初始损伤率、临界分切应力、伯格斯矢量模和材料常数；
基于所述滑移系开动规律，获取所述试验件的滑移系参数，所述滑移系参数包括滑移方向、滑移面单位法向量、材料筏化速率；
基于所述温度蠕变参数、所述滑移方向和所述滑移面单位法向量，构建出所述蠕变本构模型；
结合所述蠕变本构模型，基于所述初始损伤率、所述临界分切应力、所述伯格斯矢量模、所述材料常数和所述材料筏化速率，构建出所述蠕变损伤模型。
4.根据权利要求3所述的蠕变寿命预测方法，其特征在于，所述蠕变本构模型满足如下第一关系式：
Figure FDA0002788100380000021
式中，
Figure FDA0002788100380000022
为所述真实叶片样品的蠕变剪应变率；α代表所述真实叶片样品的不同滑移系；A为所述真实叶片样品的第一温度蠕变参数；n为所述真实叶片样品的第二温度蠕变参数；τ(α)是所述滑移系的分切应力，且
Figure FDA0002788100380000023
其中，σ为所述真实叶片样品在晶轴系下的应力张量；P(α)为取向因子；m(α)为所述滑移系的滑移方向；n(α)为所述滑移面的单位法向量。
5.根据权利要求4所述的蠕变寿命预测方法，其特征在于，所述蠕变损伤模型满足如下第二关系式：
Figure FDA0002788100380000024
式中，ω(α)为所述真实叶片样品的材料损伤；
Figure FDA0002788100380000025
为所述真实叶片样品的损伤率；
Figure FDA0002788100380000026
为所述初始损伤率；
τ(α)为所述滑移系的蠕变分切应力；τor为所述真实叶片样品的蠕变门槛应力；
Figure FDA0002788100380000027
为所述真实叶片样品的蠕变阻碍应力；τc为所述临界分切应力；
β为常数；χ为所述真实叶片样品的第三温度蠕变参数；φ为所述真实叶片样品的第四温度蠕变参数；
Figure FDA0002788100380000028
为所述真实叶片样品的初始蠕变剪应变率；
Figure FDA0002788100380000029
为所述真实叶片样品的稳态蠕变剪应变率。
6.根据权利要求5所述的蠕变寿命预测方法，其特征在于，所述蠕变的门槛应力τor满足如下第三关系式：
Figure FDA00027881003800000210
式中，G为所述真实叶片样品的剪切模量；b为所述伯格斯矢量模；λ为所述材料常数；κ为所述真实叶片样品的基体通道当前宽度，且
Figure FDA0002788100380000031
其中，κ0为所述真实叶片样品的初始基体通道宽度；c1为所述材料筏化速率，且所述材料筏化速率c1的取值范围为0.01～0.02mm/s；t为蠕变时间。
7.根据权利要求6所述的蠕变寿命预测方法，其特征在于，所述阻碍应力
Figure FDA0002788100380000032
满足如下第四关系式：
Figure FDA0002788100380000033
式中，c2为常量；
Figure FDA0002788100380000034
为镍基单晶合金中γ基体的位错密度，且
Figure FDA0002788100380000035
演化规律为：
Figure FDA0002788100380000036
其中，k1为表征位错应力硬化的材料常数；k2为表征位错应力恢复的材料常数。
8.根据权利要求7所述的蠕变寿命预测方法，其特征在于，所述临界分切应力τc满足如下第五关系式：
τc＝Sf×σ0.2
式中，Sf为施密特因子；σ0.2为镍基单晶合金的屈服应力。
9.根据权利要求8所述的蠕变寿命预测方法，其特征在于，所述初始蠕变剪应变率
Figure FDA0002788100380000037
满足如下第六关系式：
Figure FDA0002788100380000038
式中，R为气体常数；T为绝对温度；Q为激活能。
10.根据权利要求9所述的蠕变寿命预测方法，其特征在于，所述寿命预测模型满足如下第七关系式：
Figure FDA0002788100380000039
式中，tf为所述真实叶片样品的断裂时间；N为所述滑移系下的滑移面开动方向的个数，且六面体滑移系对应的N为6，八面体滑移系和十二面体滑移系对应的N为12。
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