【摘 要】
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本文设计和制备两种无Re和4.5％Re镍基单晶合金,通过对两种合金在近980℃温度区域不同应力条件下进行蠕变性能测试,研究了有/无Re单晶镍基合金组织结构与蠕变行为及变形与
【机 构】
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沈阳工业大学,辽宁沈阳110870
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本文设计和制备两种无Re和4.5％Re镍基单晶合金,通过对两种合金在近980℃温度区域不同应力条件下进行蠕变性能测试,研究了有/无Re单晶镍基合金组织结构与蠕变行为及变形与断裂机制.实验条件对热处理后的合金在近980℃/300MPa温度和应力范围内进行蠕变性能测试.主要研究内容及结论通过蠕变性能测试及对蠕变断裂合金进行SEM和TEM组织形貌观察及位错组态的衍衬分析,研究了两种合金的蠕变行为和变形机制.得出实验结果如下：经完全热处理后,两合金的组织结构均为立方γ'相以共格方式嵌镶在γ基体中,无Re合金在980℃/300MPa下的蠕变寿命为72 h,而4.5％Re镍基单晶合金在相同实验条件下的蠕变寿命为169 h,寿命提高幅度达135％,表明,4.5％Re镍基单晶合金具有更高的蠕变抗力.组织观察表明,合金中立方γ'相在蠕变初期合金已经沿垂直于应力轴方向转变成N型筏状结构,并在基体通道中存在细小立方γ'相可阻碍位错运动,降低合金的应变速率.蠕变稳态期间,合金的变形机制为位错在基体中滑移,并攀移越过筏状γ'相；蠕变后期,合金的变形机制是位错交替在{111}面滑移,并剪切进入筏状γ'相.而合金中主/次滑移位错的交替开动,致使裂纹在筏状γ'/γ两相界面处萌生,并沿垂直于应力轴方向扩展直至断裂,是合金在高温蠕变期间的断裂机制.其中,发现4.5％Re合金蠕变后期剪切进入筏状γ'相的＜110＞超位错可由{111}面交滑移至{100}面,形成K-W位错锁,是该合金具有较好蠕变抗力的原因之一.
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