先进镍基单晶高温合金组织稳定性及力学行为的研究进展

摘要: 从先进镍基单晶高温合金的微观组织稳定性和力学行为2 个方面, 简要介绍了g'相筏化、TCP相析出、高温和超高温低应力蠕变以及低周和热机械疲劳的主要研究进展. 合金元素Ru的添加提高了合金的高温低应力蠕变寿命, 但也间接促进了拓扑倒置现象的发生. 随时效时间的延长和时效温度的升高, m 相中的难熔元素含量都会明显增加; 随着外加应力的增加, m 相的析出量增加, 压应力则相反. m 相在析出的过程中会形成大量的面缺陷, 这些缺陷会促进其它TCP相如P相和R相的形核. 在高温低应力蠕变的过程中, 镍基单晶高温合金中出现另一种重要的a<010>超位错, 通过滑移和攀移相结合的方式在g'相中缓慢运动. 在超高温蠕变条件下, 开始出现一个蠕变加速的孕育期, 这与g 基体在超高温下不同程度的宽化有关. Ru的添加显著降低了合金的层错能, 在低周疲劳的过程中可引起层错贯穿g /g'界面、a/6<112> Shockley 拖后位错切入g'相等复杂变形机制. 在热机械疲劳的过程中, 裂纹萌生的位置、微观结构的变化以及抗氧化性能都会影响镍基单晶高温合金的寿命.