艾 兴，李 坚，孙 力，胡绪腾，米 栋，孟卫华，张志佾

(1.中国航发湖南动力机械研究所，湖南株洲412002，2.南京航空航天大学，南京 210016)

1 引言

K438 铸造镍基高温合金是我国研制的耐热腐蚀性能最好的铸造镍基高温合金之一。该合金的成分、性能与国外IN738合金的类似，除拥有优秀的耐热腐蚀性能外，还拥有中等水平的高温强度，以及良好的组织稳定性，被广泛选作航空发动机涡轮叶片等热端部件材料[1]。国外学者对IN738 合金组织成份和性能开展了较多研究，国内对该材料力学性能的研究有限。

某涡轴发动机动力涡轮叶片(以下简称涡轮叶片)工作时处于高温复杂应力状态，为准确预测其断裂转速，需对其变形失效行为进行精准描述。为此，针对动力涡轮叶片材料K438，开展了光滑和缺口试样的准静态拉伸试验，分析获取了材料的拉伸失效模式及其应力-应变关系曲线，并以此为基础构建了该材料的本构模型，同时验证了模型的有效性和适用性。研究成果为K438 材料在结构件上的应用提供了理论基础。

2 本构模型构建

2.1 K438高温拉伸试验

基于国家标准GB/T 228.1-2010[2]，根据叶片毛坯具体尺寸设计的K438 材料光滑试样高温拉伸试验方案如表1所示，光滑试样图纸如图1所示。

表1 K438材料光滑试样拉伸试验方案Table 1 Tensile test scheme for smooth specimen of K438 material

图1 K438光滑试样图纸Fig.1 K438 smooth specimen drawing

图2为K438材料光滑试样700℃高温下的拉伸工程应力-应变曲线，其中未特别标注批次的试样均为第二批材料。分析试验结果可以看出，两批材料的高温性能存在差异，抗拉强度、屈服强度均是第二批材料的较高；……