曹 娟

（中航工业中国轻型燃气轮机开发中心，北京 100028）

0 引言

镍基单晶高温合金作为当今制造先进航空发动机和燃气轮机叶片的主要材料[1]，从20世纪80年代至今已发展到第5代，并广泛应用于军、民用飞机发动机上[2-3]，因为其力学性能受合金组成成分和热处理工艺的影响巨大，因此如何扬长避短，最大限度地发挥其应用潜力成为国内外高温材料研究的热点之一。

镍基单晶合金在拉伸载荷的条件下，其力学性能和对应的细观变形机理按照温度大体可以分为3个区间：（1）在750℃以下（低温）时，材料的屈服应力基本保持不变，和加载速率无关，由于位错没有足够的能量攀越γ′，所以当应力足够大时，位错基本以切割 γ′的运动为主；（2）在 750～900 ℃（中温）时，达到最大屈服应力的峰值温度随应变率的变化而变化，低应变率时峰值温度偏低，高应变率时峰值温度偏高。如对PWA1480合金来说，低应变率下的峰值温度为760℃，高应变率下的峰值温度则为815℃[4]。位错既存在对 γ′的切割，也存在对 γ′的攀越；（3）在 900℃以上（高温）时，屈服强度随温度变化几乎呈线性降低，温度不变时，屈服应力随应变率的减小而减小，位错基本以对γ′的攀越为主。

镍基单晶合金在蠕变条件下，主要表现出蠕变强度的拉压不对称和各向异性的特征。K.Kakehi[5]经过观测，认为导致这种拉压不对称的原因是孪晶的产生，在[001]和[011]方向上都会产生孪晶，因此出现不对称的现象；而在[111]方向不产生孪晶，只有位错运动，因此没有不对称的情况。大量文献中对蠕变性能的晶体取向相关性进行了研究，对3个典型方向蠕变强度优劣的评价不一。……