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固溶温度对单晶镍基合金成分偏析和蠕变行为的影响

通过对不同温度固溶处理合金枝晶干/间区域进行成分分析、蠕变性能测试及组织形貌观察,研究固溶温度对一种无Re单晶镍基合金成分偏析和蠕变行为的影响.结果表明:经不同温度固溶处理后,合金中枝晶干/间区域具有不同的偏析程度,随固溶温度提高,元素偏析程度降低,可明显提高合金的蠕变抗力和延长蠕变寿命.800℃蠕变期间,合金中γ'相仅形成串状结构,未形成完全筏状组织.合金在中温蠕变期间的变形机制是位错在基体中滑移和剪切γ '相,其中,在基体中发生大量位错的单取向、双取向滑移,可产生形变硬化作用,阻碍位错运动,加之γ/γ两相共格界面的应力场作用,可抑制位错剪切进入γ '相,是使合金在稳态蠕变期间保持较低应变速率的主要原因.

关键词: 单晶高温合金 , 成分偏析 , 固溶热处理 , 蠕变 , 变形机制

一种4.5%Re单晶镍基合金的中温蠕变行为

田素贵 , 舒德龙 , 曾征 , 梁福顺 , 谢君

材料热处理学报

通过对合金进行不同温度的固溶处理、蠕变曲线测定及组织形貌观察,研究了热处理工艺对4.5%Re镍基单晶合金中温蠕变行为的影响。结果表明：提高合金的固溶温度,可降低合金中元素的偏析程度,提高合金的蠕变性能。完全热处理后单晶镍基合金的组织结构由立方γ＇相以共格方式嵌镶在γ基体所组成,在760℃/800 MPa条件下的蠕变期间,合金中γ＇相不形成筏状组织,但在近断口区域,立方γ＇相的扭曲程度增加。在施加的温度和应力条件下,合金具有良好的蠕变抗力和较长的蠕变寿命。合金在蠕变期间的变形特征是位错在基体中运动和剪切γ＇相,其中,切入γ＇相的〈110〉超位错可由{111}面交滑移到{100}面,形成K-W锁,而切过γ＇相的〈110〉超位错在{111}面可发生分解,形成（1/3）〈112〉超肖可莱不全位错＋层错的位错组态,阻碍位错运动和抑制位错的交滑移,是使合金具有良好蠕变抗力的主要原因。

关键词: 单晶镍基合金 , 组织 , 中温蠕变 , 变形机制

一种镍基单晶合金的中温蠕变断裂机制

田素贵 , 薛永超 , 曾征 , 舒德龙 , 谢君

稀有金属材料与工程

通过对一种镍基单晶合金进行中温不同应力条件下的蠕变性能测试及组织结构与断口形貌观察,研究了合金在蠕变期间的损伤及断裂机制.结果表明:合金在蠕变后期的变形机制是主、次滑移系的交替开动,主/次滑移系的多次交替开动,可在两滑移系交错区域的γ'/γ两相界面萌生裂纹;随蠕变进行,沿与应力轴垂直的γ’/γ两相界面发生裂纹的扩展,形成与＜110＞方向平行的正方形解理面,其中,裂纹在(001)面沿＜110＞方向扩展,与{111)二次解理面相截时,可终止裂纹扩展.这是使(001)解理面具有四方形特征的原因.由于蠕变期间在不同横断面发生多个微裂纹扩展,并在裂纹尖端沿较大剪切应力方向形成撕裂棱或发生二次解理,使多个裂纹连通,直至发生蠕变断裂.这是使合金蠕变断口呈现凹凸不平多层次解理特征的主要原因.

关键词: 镍基单晶合金 , 蠕变性能 , 双取向滑移 , 裂纹萌生与扩展 , 蠕变断裂

元素Re对镍基单晶合金中温蠕变行为的影响

田素贵 , 舒德龙 , 曾征 , 刘臣 , 郭忠革

材料热处理学报

通过对有/无元素Re合金进行蠕变曲线测定及组织形貌观察,研究了元素Re对镍基单晶合金中温蠕变行为的影响.结果表明:与无Re合金相比,4.5％ Re合金在中温/高应力条件下具有良好的蠕变抗力.蠕变期间无Re合金中的γ'相转变成串状,而4.5Re合金中的γ'相仍保持立方体形貌,有/无元素Re合金在中温蠕变期间的变形机制均为<110>超位错剪切γ'相,切入γ'相的超位错可在{111}面滑移,或在{111}面分解形成{112}超肖克莱不全位错+(SISF)的位错组态,抑制其交滑移；其中,4.5％ Re合金中切入Y'相的<110>超位错可由{111}面交滑移至(100)面,形成K-W锁,是使合金具有良好蠕变抗力的重要原因之一.

关键词: 单晶镍基合金 , 元素Re , 组织结构 , 中温蠕变 , 变形机制 , K-W锁

一种含Re单晶镍基合金的中温蠕变行为及影响因素

田素贵 , 曾征 , 张超 , 刘臣 , 李柏松

稀有金属材料与工程

通过对合金进行不同温度的固溶处理、蠕变曲线测定及组织形貌观察,研究了热处理工艺对4.5％Re镍基单晶合金中温蠕变行为的影响.结果表明:随着固溶温度提高,可降低元素的偏析程度,提高合金的蠕变性能.在760℃/800MPa条件的蠕变期间,合金中γ’相不形成筏状组织,但在近断口区域,立方γ '相的扭曲程度增加.合金在蠕变期间的变形特征是位错在基体中运动和剪切γ'相,其中,切入γ'相的＜110＞超位错可由｛111｝面交滑移到｛100｝面,形成K-W锁,而切过y’相的＜110＞超位错在｛111｝面发生分解,可形成(1/3)＜112＞超肖可莱不全位错+层错的位错组态,阻碍位错运动和抑制位错的交滑移.

关键词: 单晶镍基合金 , 固溶处理 , 中温蠕变 , 变形机制