一、辉光离子氮化的原理
离子氮化作为一种热处理的工艺方法，在工业生产中具有广泛的应用。它的基本原理如图
1、图2 所示。
在抽真空并充有微量气体（如氨气）的密封容器内，放置两个电极，阳接连在外壳并接地，阴极设在炉内，工件放置在阴极上，电极经限流电阻R与可调直流电源E 相连。当逐渐增加电压到图2 中A 点时，阴阳极间稀薄气体被击穿，阴阳极间突然出现电流。极间电压突降至B 点，阴极及工件部分表面出现辉光，电流增加，电压基本不变，见图2 中BC 段。继续提高电压，工件表面完全被辉光覆盖。
气体原子或分子由于电场作用被游离出大量的电子和正离子（氨气NH3 分解为N＋、H＋）。
电子奔向阳极，正离子N＋、H＋奔向阴极上的工件。工件在N
离子的持续轰击下，被加热至氮化所需的温度（470℃～700℃），并产生二次电子发射。而N＋在阴极得到电子后还原成氮原子，并渗入工件表面形成0.3～0.4mm
厚极硬的氮化层。这样便可极大地提高零件使用寿命。图2 中的CD 段，称为异常辉光放电区，辉光离子氮化主要工作在这一段。图2 中的D
段，辉光放电转变为强烈的弧光放电，将损伤工件及电源。
二、辉光离子氮化电源的工作原理
辉光离子氮化电源是一个三相桥式半控整流电路，它能输出稳定的、连续可调的、最高为1000V 的直流电压。为避免强烈的弧光放电，电源应具有自动灭弧和灭弧后自动起辉的功能，同时能自动控制炉内工件的温度。电源主要分为两大部分。
1.三相桥式半控整流电路
直流电源的电流0～100A，电压0～1000V。工作原理见图3。KG1～KG3 与CZ1～CZ3 组成三相半控桥，选用快速熔断器KP1～3
串接于电路中做过流保护，在元件侧、交流侧均做了阻容吸收保护。
由于氮化炉在工作初期弧光放电比较严重，电流变化非常剧烈。所以，在弧光放电严重的工作初期只接入R81，当炉内辉光稳定后，再并接R82。电容C、铁芯电抗器L1
用于滤波，使输出电流更加平滑。
氮化炉在工作初期，由于工件的尖角、毛刺或油污等，在电场中要产生尖端放电与弧光放电，使阴阳极电压由几百伏电压突降至几十伏。此时充有几百伏电压的电容C
经空心电感L 和阴阳极放电。
这时，L、C 与炉内稀薄气体（电阻为r）组成L、C、r 串联振荡电路，并以其自然振荡频率f0＝1／2π
进行振荡。开始振荡的第一个周期，当电容上电压U 成为反向电压且电流变为零时，弧光即可熄灭。但随即电源经电阻R81
向电容充电，使电容上电压由反向逐渐变为正向并达到几百伏时，辉光又重新产生。工作正常继续。
如果弧光放电的因素仍然存在，则电容再次放电灭弧。LC 振荡灭弧在弧光放电的一瞬间电流依然很大，对工件或是电源不利。因此，采用LC
振荡灭弧还必须有电子灭弧措施，对电源加以保护。另外，采用LC 振荡灭弧还必须防止LC 振荡被电源或续流二极管旁路。结果，电容C反向充不上电，使LC
振荡电流不能过零，达不到灭弧效果。因此，铁芯电抗器L1 的另一作用是将LC 与电源、续流二极管隔离，保证LC 振荡灭弧可靠进行。
2.控制电路
（1）综合控制电路原理见图4，它包括电流反馈与电子灭弧，电压给定，温度控制。
1）。电流反馈与电子灭弧图3 中R0 为电流采样电阻，在100A 时压降是75mV。图4 中
运放IC1－1 为5 倍同相放大器，IC1－2
为10 倍同相放大器，组合为50 倍放大。因此，H2 点电压变化范围为0～3.75V。此电压信
号分两路，一路经反馈电位器W2
调节后输入IC1－4，IC1－4 为差动比例运算放大电路，放大倍数为4 倍。R9～R12 经串、
并联，在H5 点得到3.75V。当H4 点电压被W2
调节为零时，IC1－4 的（14）脚输出3.75×4≈14V。当主回路电流增大时，H4 点电压也相
应增大。IC1－4
的（14）脚输出减小，给定电压UK 减小，使触发脉冲向后移，输出电流回复到设定值，反
之亦然。调节W2
可改变电流负反馈的深度，使输出电流稳定在给定值上。
另一路经R14 加在三极管V1 的基极，W3 为电流截止电位器。IC1－3 接为单稳态电路，
⑨脚电压原本高于⑩脚，⑧脚输出低电平，三极管V2
截止，电路正常工作。氮化炉内出现弧光放电时，H3 点电压突然升高，调节W3 为某一值，
当H3 点电压大于0.7V 时，V1
导通使⑨脚电压低于⑩脚，⑧脚输出高电平。V2 饱和导通，H1 变为低电平，给定电压UK
为零，触发脉冲向后移至α＝180°，可控硅截止，弧光熄灭。H3 点电压为零，V1 截止。
15V 电源经R16 给C3 充电，约0.1 秒后C3
电压高于⑩脚，⑧脚电压由高变低，V2 截止，给定电压恢复原值，辉光重新产生。
对于零散的、较弱的弧光放电，LC 振荡灭弧效果较好。而持续的、强烈的弧光放电就要依靠电子灭弧，两部分相互配合，使氮化工作正常高效地进行。
2）。电压给定IC1－4 的（14）脚输出电压经R13、W1 分压，H1 点得到8V 电压，W1 为给定电压电位器，调节W1，UK
的变化范围为0～8V，输往触发电路，控制触发脉冲的相位。
3）。温度控制某些工件的氮化温度为510℃，氮化时用热电偶去测量温度。XCT 信号是温控仪的控制输出，原理为实际温度未到设定温度（510℃）时，其输出10mA。当实际温度升至距设定温度差1%（也就是5℃）时，其输出在0～10mA
之间。当实际温度等于设定温度时，其输出为0mA。XCT 信号在0～10mA 间变化，R1（见图4）上得到0～8V 电压，在升温阶段XCT
信号因有二极管D1 隔离不起作用。
在温度升至温控仪控制区内，XCT 信号由10mA 向0mA 变化，可有效拉低H1 点电压，使UK 下降，触发脉冲后移，降低加热功率。反之，XCT
信号由0mA 向10 mA 变化，则提高加热功率，实现自动恒温。
（2）触发电路
原理见图5，包括电源、同步锯齿波、移相控制、脉冲形成电路。
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双层辉光离子渗镍基合金Inconel625 张旭杨忠民董建新谢锡善徐重高原 摘要采纳双层辉光离子渗金属技术在20钢、工业纯铁、18-8不锈钢3种材料表面进行表面合金化。结果说明：能够在3种材料表面获得成分类似于镍基合金Inconel 625及与Inconel 625不同的表面合金渗层。并对渗层成分操纵、组织结构和耐蚀性进行研究。 关键词双层辉光镍基合金离子渗金属 Double Glow Plasma Surface Alloying using Nickel Base Alloy Inconel 625 Zhang Xu, Yang Zhongmin, Dong Jianxin and Xie Xishan (University of Science and Technology, Beijing 100083) Xu Zhong and Gao Yuan (Taiyuan University of Technology) Abstract The double glow plasma surface alloying using nickel base alloy Inconel 625 on the 0.20% C steel, commercial pure iron and 18-8 stainless steel has been carried out. The results show that compositions of surface alloying layer which was similar or different to the alloy Inconel 625 were obtained. And the composition control, the microstructure and the corrosion resistance of the alloying layer have been studied. Material Index Double glow, Nickel Base Alloy, Plasma Surface Alloying 双层辉光离子渗金属(双辉渗金属)技术［1，2］是一项表面冶金技术，它能够在一般材料表面形成具有专门物理、化学性质的表面合金层。表面层的合金元素含量可达90%以上，合金层的厚度可达几百微米以上。双辉渗金属技术的显现，使镍基合金的表面冶金成为可能。 多年来，对Ni、Cr、W、Mo等合金元素的单元渗［3］和Ni-Cr、W-Mo、Ni-Cr-Mo等多元共渗［4，5］进行了研究。双层辉光离子渗金属技术在抗腐蚀和抗氧化方面的应用也取得一定的进展，双辉铬镍共渗成功地应用于化工机械等部件，A 钢板铬镍共渗能够得到高合金含量的Ni-Cr合金渗 3 层［4］。 Inconel 625合金是以Nb、Mo为要紧强化元素的固溶体强化型镍基合金，具有良好的机械性能、耐蚀性、可焊性和加工性能。 Inconel 625作为合金元素的供给源，利用双层辉光渗金属技术在纯铁、低碳钢及不锈钢18-8的表面形成Inconel 625镍基合金层，用来代替整体镍基合金工件以节约大量贵重金属，降低成本，应用于工业领
一.离子氮化工艺 离子氮化是一种可以显著提高钢铁零件表面硬度﹑耐磨损﹑耐疲劳和耐腐蚀性能的化学热处理工艺。 将欲处理零件置于真空炉体内，在真空条件下，往炉内充以稀薄的含氮气体（如氨气或氮氢混合气体）。零件接离子电源阴极，炉体接阳极，阴阳极接数百伏直流电压。由于电场作用，炉内稀薄气体被电离，氮离子定向撞击阴极（零件），零件表面产生辉光放电并被加热。在一定气氛和一定温度下，零件表面复合、吸收氮原子，形成高浓度的含氮层并向心部扩散，经过一段时间，得到工艺要求所需要的氮化层。 离子氮化工艺由于其节能﹑省气﹑效率高﹑质量好﹑无污染等优点，在动力﹑机床﹑石化机械﹑轻纺机械﹑摸具等行业中得到了广泛应用。 二.离子氮化设备 设备主要用于机械零件的离子氮化、离子氮碳共渗(软氮化)等离子化学热处理工艺，使
机械零件表面改性，获得所需要的机械性能和物理化学性能。 成套设备由离子电源﹑真空炉体﹑真空获得系统﹑测控温系统﹑供气系统组成。 2.1.离子电源 离子电源分为直流离子电源和脉冲离子电源。 2.1.1.直流离子电源 直流离子电源主要包括整流变压器﹑可控整流电路﹑L-C 振荡灭弧电路﹑截止反馈电路﹑控制电路。 2.1.2.脉冲离子电源 脉冲离子电源是在直流离子电源的基础上加装由 IGBT 元件及控制电路组成的斩波器，通过斩波得到占空比可调的脉冲电流。脉冲离子电源与直流离子电源相比，能较好地改善空心阴极效应。 脉冲离子电源是在每个工作周内（频率为 1KHZ时，周期为1ms）电流回零，辉光熄灭一次，因而提高了灭弧效率。 脉冲离子电源能实现电压、电流的独立调节，能滿足不同的工艺要求。
2012-2013-2 期末表面工程概论 2010 届论文评分标准
姓名 赵宗峰 班级 10 材料本 学号 20100570138
培养学生在进行科研课题实验之后，对研究内容、 考核目的 研究结果、研究结论给予报告交流的能力。使学生 在今后工作中，具有对生产中存在的问题解决并进 行同行的交流的能力。 题目 题目研究内容完全一致 10-8， 一般 7-4， 差 3-0 格式正确，能将论文研究内容结果结论简 摘要及关键词 练地表达 10-8、表达一般 7-4、差 3-0 论文结构合理、研究内容充实、实验手段 研究内容 应用恰当，对结果能进行正确分析的 60-40，一般 39-20，差 19-0 逻辑性强、能用专业语言表达、语句通顺、 语言表达方面 极少错别字 15-10，一般 9-5，差 4-0
参考文献 合计总分 考核 成绩
有标注，齐全 5，一般 0-4
任课教师 签字
审核人 签字
双辉光离子渗金属
作者 赵宗峰 单位：10 材料本 学号：20100570138 摘要：综述双层辉光离子渗金属技术设备，工艺过程，结果分析。结果分析得双 层辉光渗金属可以有效提高金属基体的耐腐蚀性、耐摩擦性、硬度。从而延长了 基体的寿命，节约了成本。对于节能，环保，降低防腐成本，节材都发挥着重要 作用。 关键字：双层辉光离子渗金属，耐腐蚀，耐磨损，硬度。 引言 离子渗金属是材料表面工程里面一项重要的改变材料表面多方面性能的重 要技术。双辉光离子渗金属对提高材料基体的抗腐蚀性，抗磨损性，提高硬度都 有很大的帮助对于延长材料寿命节约成本，环保，降低防腐成本，节材都发挥着 积极作用。因此此技术引起国内外相关学者的极大关注。 实验 材料设备 2、工艺过程 3、实验结果及讨论 4、结论 5、参考文献 1 试 验 设 备
图为 双层辉光等离子表面冶金试验炉 双层辉光等离子表面冶金试验炉包括辅助阴极、风冷系统、阴极结构、真 空系统、供气系统、外加热源、隔热屏系统、测温系统、水冷系统和电源。 在操作时，先将工件挂好，再进行源极布置，最后将钟罩盖上。这样可以保 证源极与工件之间的相对位置及源极与工件之间的距离。如果工件的长度过 长，应考虑温度的均匀性问题，增加一些辅助阴极。 试验材料 试验采用 Q235 低碳钢，对其进行渗铬镍。Q 表示屈服极限，在 235MPa 左右。尺寸为 35×25×3mm。由于初始试样表面粗糙，有油渍。为了更好的 进行渗镀，需要进行打磨清洗处理。先用 280#、600#、1000#、1200#砂纸依
实验2 低碳钢表面防腐蚀镀层及性能表征 一、实验内容及目的 1.通过实验了解双层辉光等离子表面冶金技术， 2.渗金属的防腐蚀原理， 3.分析Q235钢渗Cr-Ni前后的抗腐蚀和磨损性能表征。 四、与实验相关的知识点 1.双层辉光等离子表面冶金技术（参考《表面工程概论》）； 2.电化学腐蚀防护（参考《材料腐蚀与防护》）； 3.低碳钢组织及性能（参考《金属材料学》） 三、实验操作要点 1.Q235钢的表面预处理：机械清理，化学清理 2.双辉离子渗Cr-Ni （1）了解主要工艺参数：温度、时间、真空度，等。 （2）了解设备结构及离子渗金属原理； （3）渗金属操作及质量检测。 一、渗铬镍后Q235钢的抗电化学腐蚀分析：绘制极化曲线，确定主要参数；磨损实验。 二、分析渗铬镍后Q235钢的微观组织、抗磨性，描述微观组织，绘制摩擦曲线。 四、实验报告要求 1.介绍渗金属原理及工艺参数； 2.介绍实验材料、仪器及程序； 3.分析渗铬镍后Q235钢的微观组织、抗磨性、抗腐蚀性能的检测结果。 五、实验报告
Q235钢离子渗金属及性能测试实验报告 相关课程姓名班级时间评分材料腐蚀与防护，表面 工程概论，金属材料学 三、实验内容 1.Q235钢双层辉光等离子渗Cr-Ni工艺； 2.渗Cr-Ni层抗磨损性能测试； 3.渗Cr-Ni后Q235钢抗腐蚀性能测试； 二、实验原理 1.双层辉光等离子渗Cr-Ni原理及工艺参数； 2.抗磨损性能测试方法； 3.电化学抗腐蚀性测试原理； 双层辉光等离子渗Cr-Ni原理及工艺参数： 双层辉光离子渗金属基本原理图 双层辉光离子渗金属技术是利用真空条件下双层辉光放电所产生的低温等离子体而形成的一种等离子表面冶金方法。其主要功能是在可导电材料表面形成具有特殊物理化学性能的合金层。 双层辉光离子渗金属是在一个真空容器内设有阳极、阴极、以及由欲渗合金元素组成的源极，在阳极和阴极以及阳极和源极之间各设一直流可调压电源。当
2012-2013-2期末表面工程概论2010届论文评分标准
双辉光离子渗金属 作者宗峰单位：10材料本学号： 摘要：综述双层辉光离子渗金属技术设备，工艺过程，结果分析。结果分析得双层辉光渗金属可以有效提高金属基体的耐腐蚀性、耐摩擦性、硬度。从而延长了基体的寿命，节约了成本。对于节能，环保，降低防腐成本，节材都发挥着重要作用。 关键字：双层辉光离子渗金属，耐腐蚀，耐磨损，硬度。 引言离子渗金属是材料表面工程里面一项重要的改变材料表面多方面性能的重要技术。双辉光离子渗金属对提高材料基体的抗腐蚀性，抗磨损性，提高硬度都有很大的帮助对于延长材料寿命节约成本，环保，降低防腐成本，节材都发挥着积极作用。因此此技术引起国外相关学者的极大关注。 实验 材料设备2、工艺过程3、实验结果及讨论4、结论5、参考文献 1试验设备 图为双层辉光等离子表面冶金试验炉 双层辉光等离子表面冶金试验炉包括辅助阴极、风冷系统、阴极结构、真空系统、供气系统、外加热源、隔热屏系统、测温系统、水冷系统和电源。 在操作时，先将工件挂好，再进行源极布置，最后将钟罩盖上。这样可以保证源极与工件之间的相对位置及源极与工件之间的距离。如果工件的长度过长，应考虑温度的均匀性问题，增加一些辅助阴极。 试验材料 试验采用Q235低碳钢，对其进行渗铬镍。Q表示屈服极限，在235MPa 左右。尺寸为35×25×3mm。由于初始试样表面粗糙，有油渍。为了更好的进行渗镀，需要进行打磨清洗处理。先用280#、600#、1000#、1200#砂纸依
次打磨基材，使其表面粗糙度变小，然后使用丙酮或酒精进行清洗除油。处理后，基体表面应平整，并且光泽度较好，如图2-2。源极材料为Cr80Ni20， 尺寸为80×80×5mm。 双层辉光等离子渗Cr-Ni原理：双层辉光离子渗金属是在一个真空容器设置阳极、阴极、以及由欲渗合金元素成的源极、阳极和阴极以及阳极和源极之间各设一直流可调压电源。当真空室的真空达到一定气压时，接通两个电源，使阳极和阴极以及阳极和源极之间分别产生辉光放电。在高电压下电子从阴极向阳极移动，打到Ar原子使之电离出。离子轰击源极使得源极溅射出欲渗元素，在负压的作用下使欲渗元素轰击工件表面由于双阴极效应导致工件升温在浓度差作用下渗入工件表面形成合金层。 双层辉光等离子渗Cr-Ni工艺参数：真空室的极限真空度应不低于5Pa，保护气体为氩气，工作气压围一般为10～60 Pa，阴极电压在540V左右，源极电压在980V左右，工件升温至850℃，保温8个小时。
双层辉光离子渗金属设备 高原１，徐晋勇１，高清１，马传国，１徐重２ （１．桂林电子工业学院信息材料科学与工程系，广西桂林５４１００４；２．太原理工大学，山西太原０３００２４）摘要：简要介绍了双层辉光等离子表面合金化设备的类型、组成、功能、结构、原理等。 关键词：双层辉光放电；等离子表面合金化；真空设备 中图分类号：ＴＧ１５５．７文献标识码：Ａ文章编号：１００１－３８１４（２００７）０８－００７８－０４ ＥｑｕｉｐｍｅｎｔｏｆＤｏｕｂｌｅＧｌｏｗＰｌａｓｍａＤｉｓｃｈａｒｇｅｆｏｒＳｕｒｆａｃｅＡｌｌｏｙｉｎｇＧＡＯＹｕａｎ１，ＸＵＪｉｎｇ－ｙｏｎｇ１，ＧＡＯＱｉｎｇ１，ＭＡＣｈｕａｎ－ｇｕｏ１，ＸＵＺｈｏｎｇ２（１．Ｄｅｐｔ．ｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＭａｔｅｒ．Ｓｃｉ．ａｎｄＥｎｇ．，ＧｕｉｌｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕｉｌｉｎ５４１００４，Ｃｈｉｎａ； ２．ＴａｉｙｕａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔａｉｙｕａｎ０３００２４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｔｙｐｅ，ｃｏｎｓｔｉｔｕｔｅｓ，ｆｕｎｃｔｉｏｎ，ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｄｏｕｂｌｅｇｌｏｗｐｌａｓｍａｄｉｓｃｈａｒｇｅａｌｌｏｙｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｅｑｕｉｐｍｅｎｔｆｏｒｓｕｒｆａｃｅｗａｓｂｒｉｅｆｌｙｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｏｕｂｌｅｇｌｏｗｐｌａｓｍａｄｉｓｃｈａｒｇｅ；ｐｌａｓｍａｓｕｒｆａｃｅａｌｌｏｙｉｎｇ；ｖａｃｕｕｍｅｑｕｉｐｍｅｎｔ 双层辉光离子渗金属技术自２０世纪８０年代发明以来［１］，经过二十多年的不断研究和发展，在基础研究、理论提升、工艺试验、设备制造、应用推广等方面进行了大量深入的工作，并取得了重要成果［２］。尤其在金属材料提高耐磨性、耐腐蚀和高温抗氧化性方面取得了较大的进展，有些成熟的工艺技术，已经进入生产实际的推广和应用阶段［３］。随着双层辉光离子渗金属工艺技术的进步，双层辉光离子渗金属技术的设备研究也在不断地进行。本文就目前双层辉光离子渗金属设备的原理、类型、结构、组成、功能等做一个简单的介绍。 １双层辉光离子渗金属基本原理双层辉光离子渗金属技术的基本原理是利用低真空条件下的气体放电所产生的低温等离子体，将辉光放电的溅射现象、尖端效应、空心阴极放电［４］等结合，把欲渗合金元素以原子、离子以及粒子团的形式溅射出来，这些活性较强的原子、离子以及粒子团，以一定的能量向阴极（工件）运动，并且吸附和沉积到工件表面，在高温作用下，扩散进入工件内部。使被渗工件表面形成具有特殊物理和化学性能的合金层［５］。 该技术主要的特点是：利用辉光放电的溅射现象，利用具有较高能量的离子轰击导电的高熔点的固态金属材料，能够连续不断地提供具有一定能量、新鲜、大量、活性较强的欲渗合金元素，解决了目前渗金属中欲渗高熔点合金元素的供给问题。 图１是双层辉光离子渗金属原理图。 图中源极是由欲渗金属固体材料组成，阴极是由被渗金属材料的工件（或试样）组成，放置在辅助阴极内。电源控制柜是由高压直流、交流或脉冲组成，阳极是公用的，接在炉壳上，并且接地。两个电源柜的阴极分别接在工件和源极上。抽真空系统是由扩散泵＋机械泵组成，还有可通入工作图１双层辉光离子渗金属原理图 Ｆｉｇ．１Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｄｏｕｂｌｅｇｌｏｗｄｉｓｃｈａｒｇｅａｌｌｏｙｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ抽气 进气 源极 阴极 辅助阴极 电 源 柜 电 源 柜 收稿日期：２００６－１１－０２ 基金项目：国家自然科学基金和上海宝钢集团公司联合项目（５０３７４０５０）；山西省自然科学基金资助项目（２００３１０５０）作者简介：高原（１９５４－），男，广西贺州人，教授，博士，从事金属材料表面改性研究工作；电话：０７７３－５６０１４３４； Ｅ－ｍａｉｌ：ｇａｏｙｕａｎ５０＠１２６．ｃｏｍ ●设备●
基于神经网络的双层辉光离子渗金属 文件编码（008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256）
镍基单晶合金多轴非比例加载 低周疲劳单胞模型 丁智平，王腾飞，李明，陈吉平 （湖南工业大学机械工程学院，湖南株洲412008） 摘要：进行DD3镍基单晶合金在680℃和850℃温度下多轴非比例加载低周疲劳 试验，试验研究表明等效应变范围△ε e 、试验温度、等效应力范围△σ e 对单晶 合金的低周疲劳寿命有显着的影响。基于能量耗散理论，引入参量k表征多轴非比例加载对疲劳寿命的影响，构造循环塑性应变能作为损伤参量，建立镍基单晶合金低周疲劳寿命预测模型。参量k与循环寿命之间呈幂函数关系。根据镍基单晶合金的微观尺度结构特征，建立γ/γ’双相单胞有限元模型，进行多轴非比例循环加载应力应变数值模拟。分别利用宏观有限元模型和γ/γ’双相单胞微观有限元模型的计算结果，以及镍基单晶合金680℃和850℃低周疲劳试验数据，对疲劳寿命模型进行多元线性回归分析，结果表明微观单胞有限元模型的分析精度比宏观有限元模型显着提高，两种温度下的试验数据分别落在倍和倍偏差分布带内。 关键词：疲劳，单胞模型，有限元法，单晶合金，多轴非比例 中图分类号：文献标识码： Low Cycle Fatigue Unit Cell Model for Single Crystal Nickel-base Superalloy under Multiaxial Non-proportional Loading DING Zhiping，WANG Tengfei，LI Ming，CHEN Jiping 国家自然科学基金资助项目(),湖南省重点学科建设项目资助 作者简介：丁智平（1956—），男，博士，教授，硕士研究生导师，主要从事机械结构强度、材料的疲劳损伤和机械优化设计的研究。（通讯作者）；E-mail：