郭建亭, 袁 超, 侯介山

(中国科学院 金属研究所，沈阳110016)

高温合金的蠕变及疲劳−蠕变−环境交互作用规律和机理

郭建亭, 袁 超, 侯介山

(中国科学院 金属研究所，沈阳110016)

综合了中国科学院金属研究所高温合金和金属间化合物研究组在高温合金蠕变研究方面的主要成果：蠕变和断裂规律及其机理，蠕变−环境交互作用及其机理，蠕变阻力模型以及疲劳−蠕变−环境交互作用规律及其机理。

高温合金；蠕变机理；蠕变阻力模型；疲劳−蠕变−环境交互作用

从 1981年郭建亭研究员在意大利国家研究中心(CNR)米兰特种金属研究所(ITM)研究IN738LC开始，至今本研究组已先后系统地研究IN738LC、DZ417G、K435和U720Li等高γ ′相含量镍基高温合金的蠕变和疲劳−蠕变−环境交互作用及其机理，主要的研究成果介绍如下。

1 高温合金的蠕变

1.1 第一阶段蠕变规律及其机理

有两种基于高温蠕变的位错理论推导出，并常用来描述高温合金蠕变第一阶段(初始蠕变)和第二阶段(稳态蠕变)的数学式，即 Garofalo式[1]和 Li式[2]，Carofalo式如下：

式中：ε0为加载时所观察到的瞬时应变；εt为第一阶段蠕变总应变；m是一个与第一阶段蠕变耗尽速率有关的常数；s为稳态蠕变速率；t为蠕变时间。Garofalo式是基于一级反应速率假设的基础上而推导出来的。Garofalo式已成功地用于描述许多纯金属、单相合金和多相合金。然而，这一数学式只在t＞(0.1−0.15)ts(稳态蠕变开始时间)条件下才适用。

Li式如下：

式中：K1为位错增殖速率常数；εi为初始蠕变速率。Li式是基于如下两个假设而推导出的：1)初始蠕变阶段位错的增殖服从一级动力学；……