张 姝，田素贵，梁福顺，于莉丽，钱本江

(1. 沈阳工业大学 材料科学与工程学院，沈阳 110023；2. 沈阳化工学院 机械工程学院，沈阳 110142)

孔洞形态对镍基单晶合金蠕变行为的影响

张 姝1,2，田素贵1，梁福顺1，于莉丽1，钱本江1

(1. 沈阳工业大学 材料科学与工程学院，沈阳 110023；2. 沈阳化工学院 机械工程学院，沈阳 110142)

通过蠕变性能测试及组织形貌观察，研究不同形态孔洞缺陷对单晶镍基合金蠕变性能的影响，针对合金中存在有/无裂纹孔洞等铸造缺陷，对高温蠕变期间近有/无孔洞区域的应力分布进行有限元分析，根据拉应力载荷下近孔洞区域的微观应力分布特性，分析不同形态孔洞区域应力分布对单晶合金蠕变行为及组织演化的影响。结果表明：在高温蠕变期间，近有/无裂纹孔洞区域的应力分布对合金中γ′相筏形化的形态有明显影响，在有/无裂纹孔洞两侧极点处，存在最大应力值，且可致使其裂纹沿垂直于应力轴方向发生萌生与扩展；与无裂纹孔洞相比，在有裂纹孔洞两侧的极点处应力值较大，随着蠕变的进行，在较大应力处易于发生裂纹的扩展是合金具有较低蠕变寿命的主要原因。

单晶；镍基合金；孔洞形态；有限元分析；应力分布；蠕变寿命

单晶镍基合金由于具有高体积分数的γ′相及良好的高温性能，已被广泛用于制备航空发动机的叶片部件。研究表明[1−2]：单晶合金的γ′相在蠕变期间发生复杂的组织演化，并对蠕变性能有明显影响，特别是在高温低应力拉应力蠕变期间，[001]取向镍基单晶合金中γ′相沿垂直于应力轴方向形成N−型筏状组织，可有效阻碍位错运动，提高合金的高温蠕变抗力[3−4]。……