科学家研究了发动机中使用的高性能超级合金内部应力演变原理

超级合金是具有出色强度的复合材料。研究人员通过将颗粒嵌入金属基质中来设计超级合金。当受到应力时，颗粒和基体会发生不同的变形。这可能会导致合金制成的零件失效。研究人员使用中子来探测两种不同的高温合金在高温和实际应用中常见的载荷下所经历的内部应力。这些测量提供了有关条件下变形机制的关键见解。结果还有助于验证研究人员用来预测材料行为的数学模型。

高性能工业合金广泛用于燃气轮机，飞机发动机和其他应用中。科学家将这些合金设计为可在苛刻的条件（例如极端压力和温度）下长时间运行。在极端条件下长期运行可能会对这些材料的可靠性产生不利影响。例如，它们可能会随时间发生永久变形。研究人员正在准确认识导致这一问题的内部行为过程。这将指导更好的合金设计，并以更高的可靠性提高零件寿命。

在一项研究中，研究人员使用Spaulation Neutron Source（美国能源部科学办公室的用户设施）中的VULCAN仪器进行中子散射测量。VULCAN帮助研究人员更好地了解了这种内应力的性质及其在高温和高压条件下的演变。

研究人员将这些应变与所提出的数学模型结合起来，用于估计变形合金的内部抗变形能力。他们在具有两种不同微观结构的高温合金样品上获得了理论与实验的良好一致性，从而为所提出的模型提供了实验验证。 原位 中子测量和经过验证的数学模型将对表征相关条件下的部件的机械性能以及设计可提供更高可靠性和更长使用寿命的新材料进行广泛的应用。

这项研究由GE研究，GE航空和GE Power的高级技术计划资助。获取更多前沿科技 研究访问：https://byteclicks.com