| 题名 | DD98镍基单晶高温合金的热处理和拉伸、疲劳性能的研究 |
| 作者 | 张炫 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2006-12-04 |
| 授予单位 | 中国科学院金属研究所 |
| 授予地点 | 金属研究所 |
| 导师 | 胡壮麒 |
| 关键词 | 单晶镍基高温合金 热处理 拉伸 疲劳 |
| 学位专业 | 材料学 |
| 中文摘要 | 本文研究了热处理工艺对DD98单晶镍基高温合金组织和性能的影响，不同温度和应变速率下的拉伸和低周疲劳性能以及950℃的高周疲劳和疲劳缺口敏感性。 三种固溶处理样品经相同的高温时效处理后，g¢的变化规律不同。在1050℃－1125℃范围内时效不同时间均可获得立方形g¢，随着温度的提高，高温时效处理的时间逐渐减少。1050℃/1h时效处理后，g¢完成分解，随后长大为立方形并沿着<001>线性排列。经1080℃/4h和9h时效后，870℃/24h低温时效提高了合金的屈服强度而塑性降低；而1080℃/15h时效后，低温时效对合金拉伸性能的影响不大。 在950℃和1050℃两个温度下时效1000h，粒子发生粗化并部分连接。950℃时效后的聚合较为明显，时效500h时粒子的长大速率较快，随后速率减缓；1050℃时效后粒子明显长大，500h时粒子的长大不明显，随后速率加快。在500h以内，950℃时效的室温拉伸强度降低，延伸率逐渐升高，随后强度和延伸率基本不变；在1000h以内，1050℃时效的强度持续降低而延伸率增大。 合金在760℃时出现瞬时拉伸的强度峰值和塑性低谷。室温拉伸断口为椭圆形，无颈缩现象；中温断口的解理面为{111}晶面；1000℃断口的方形小平面由微孔聚集而形成。基体通道中位错大量缠结，位错对切割粒子为低温拉伸的变形特征；层错、位错对和基体位错的交互作用导致强度峰值和塑性低谷的形成；高温变形时粒子表面有大量位错网的形成。 在800℃和1000℃两个温度下，屈服强度随着应变速率的增加而升高，而应力－应变曲线的形状与应变速率关系不大。800℃时，三种应变速率下的解理面数量不同，这主要与激活滑移系的数量有关。1000℃时，延伸率独立于应变速率，但断口形貌有一定的变化；在高应变速率下，凝固和热处理微孔引起了断裂，而低应变速率下，两相界面对断裂有重要影响。 DD98合金的循环应力响应行为与温度及外加总应变幅密切相关。750℃下合金表现出稳定的循环应力响应而950℃下呈现出循环应变软化。随着应变幅的增加和温度的升高，疲劳寿命逐渐减小；但高应变幅下，温度的影响逐渐减小。随着总应变幅的增加，疲劳裂纹萌生及其扩展早期在断口上的比例减小，且当总应变幅较高时，疲劳裂纹呈多源开裂。裂纹萌生区的解理断裂主要与滑移面上塑性变形高度集中有关。 在较低频率下，断口主要由大量的塑性孔坑组成，这些孔坑均萌生于内部缺陷处；在较高频率下，裂纹萌生于试样的自由表面，间距很宽的疲劳辉纹暗示着较快的裂纹扩展速率。随着频率的增加，低周疲劳寿命逐渐增加。在高频率下，应力响应曲线表现为循环饱和；中频率下的循环应力响应行为则较为复杂，合金在初期表现出较短的循环软化，随后为稳态期；在低频率下整个曲线表现出了明显的软化行为。随着频率的减小，循环软化速率明显增加。 950℃高周疲劳时，裂纹萌生于光滑试样表面或内部缺陷，缺口试样的裂纹均萌生于表面。｛111｝面交滑移是光滑试样低应力水平下的主要变形机制，而高应力水平下为｛111｝面的平面滑移。由于缺口的影响，裂纹直接进入扩展的第二阶段，｛001｝平面为主要的裂纹扩展平面。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-04-10 |
| 页码 | 110 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.imr.ac.cn/handle/321006/17002]  |
| 专题 | 金属研究所_中国科学院金属研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 张炫. DD98镍基单晶高温合金的热处理和拉伸、疲劳性能的研究[D]. 金属研究所. 中国科学院金属研究所. 2006. |
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