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镍基单晶高温合金由于具有突出的高温蠕变性能和抗疲劳特性，被广泛应用在航空发动机涡轮叶片上。镍基高温合金成分复杂，不同的元素对合金性能的影响各不相同。元素Re，Ru可以明显提高合金的抗蠕变性能，研究Re，Ru元素起作用的微观机理有重要的意义。 研究Re，Ru元素起作用的微观机理，不仅仅要研究的静态下Re，Ru元素对合金显微组织的影响，更要研究Re，Ru元素在加载过程中对合金变形和显微结构演变的影响。本文选用Ni-Al，Ni-Al-Re和Ni-Al-Re-Ru三种镍基模型单晶合金。在扫描电子显微镜(SEM)下，进行了原位拉伸实验，并使用透射电子显微镜(TEM)分析三种合金断裂后的缺陷形态，研究Re，Ru元素在镍基单晶高温合金室温塑性变形及断裂过程中所起的作用。我们获得了以下结论: 1.室温下Ni-Al，Ni-Al-Re和Ni-Al-Re-Ru三种镍基单晶模型合金沿<010>方向SEM原位拉伸实验结果表明:合金的塑性变形是双系滑移机制，拉伸过程中随着拉伸应力的增加，两套{111}[110]滑移系先后开动，主导合金的塑性变形。拉伸过程中微裂纹在两套滑移线的交点处产生，并由此微裂纹扩展导致合金断裂。Ni-Al，Ni-Al-Re-Ru合金中裂纹沿着{010}相界面扩展，而Ni-Al-Re合金中裂纹沿着{111}面扩展。 2.TEM分析拉伸后的三种合金表明:三种合金γ通道以及两相界面处内都有大量的位错。但是三种合金中位错切入γ相中的机制不相同:Ni-Al，Ni-Al-Re-Ru合金中以不全位错夹反相畴(APB)形式切割γ相;而Ni-Al-Re合金中以不全位错夹反相畴(APB)以及不全位错夹层错的形式切割γ相。 3.通过对Ni-Al合金在1000℃下的热暴露实验结果分析表明:随着热暴露时间的延长，一次γ相尺寸明显增大。一次γ相长大机制为扩散控制的粗化机制(L-S-W理论)，其平均尺寸的立方与热暴露时间成线性关系。γ相体积随热暴露时间的延长而减小，这是高温下γ相固溶度增加以及γ溶解的结果。