水 丽

(沈阳理工大学机械工程学院，沈阳 110159)

0 引 言

镍基单晶高温合金是一种γ′析出相强化的铸造高温合金，具有较高的高温强度、良好的高温蠕变性能、较高的疲劳强度以及优异的耐腐蚀性能，广泛应用在燃气涡轮发动机叶片及涡轮关键部件中，在服役期间，这些部件承受高温及交变载荷的作用，易发生应变控制的疲劳损伤。低周疲劳是引起其在高温下失效的主要原因之一[1-3]，其中应力幅是影响低周疲劳寿命和叶片类部件疲劳变形机制的关键因素[4]。由高应变幅引发的疲劳断裂无预兆，危害性极大，因此镍基单晶高温合金的应变控制高温低周疲劳行为受到广泛关注[5-7]。

新研发的无铼镍基单晶高温合金因具有低成本、耐高温的特点，主要应用于发动机的涡轮叶片，目前主要对该合金的高温持久性能及蠕变各向异性行为进行了系统研究,发现持久寿命不仅与温度和应力有关，还与单晶的取向密切相关[7]，但是有关该合金应变控制的高温低周疲劳行为的研究较少。因此，作者对该新型镍基单晶高温合金进行了760 ℃不同应变幅下的高温低周疲劳试验，分析了应变幅对疲劳寿命、循环应力响应行为及疲劳断裂模式的影响，并探讨了其疲劳塑性变形机理，以期为涡轮叶片乃至涡轮发动机的疲劳设计工作提供可靠依据。

1 试样制备与试验方法

试验用镍基单晶高温合金的名义化学成分如表1所示，采用螺旋选晶法在真空定向凝固炉中以3.5 mm·s-1抽拉速度制备单晶合金试棒，采用X射线劳埃法测定单晶取向为〈001〉，偏离夹角不大于7°。……