温度对GH4169 合金蠕变行为及机制的影响
2023-01-21高圣勇葛树欣杨选宏王倩包燕平
工程科学学报 2023年2期
关键词:裂纹
高圣勇,葛树欣,杨选宏,王倩✉,包燕平
1) 北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室,北京 100083 2) 河北科技大学材料科学与工程学院,石家庄 050018 3) 中航上大高温合金材料股份有限公司,邢台 054800 4) 中航西安飞机工业集团股份有限公司,西安 710089
镍基高温合金是指以镍为基,且能在高温环境下应用的材料,其具有优异的性能,如强度高、良好的抗热疲劳、抗蠕变和热稳定性等,已广泛应用于制备航空发动机的涡轮盘、涡轮叶片等零件[1−3].GH4169 合金是沉淀强化型镍基高温合金,具有面心立方结构,主要由γ 相、γ″相(Ni3Nb)、γ'相(Ni3AlTi)、δ 平衡相和碳化物组成[4−5].其中,γ″相(Ni3Nb)为该合金的主要强化相,呈扁盘状在基体中析出,与基体呈共格关系,点阵错配度大,共格应力强化作用显著,但其稳定性差,在650 ℃以上长期工作,γ″相会向δ 相转变,沿界面析出,与基体失去共格关系,强化效果显著降低;γ′相(Ni3AlTi)为合金的辅助强化相,呈球状在基体中析出,与基体呈共格关系,但由于点阵常数与基体接近,共格应变小,强化作用弱,与基体的界面能较低,故其稳定性较高[6−8].γ″相和γ′相是GH4169 合金的强化相,其尺寸、数量及分布决定了材料的性能,通常在γ″相和γ′相的共同作用下,GH4169 合金在中温条件下具有良好的抗氧化、抗热疲劳和力学、蠕变及焊接性能[9−11].在高温和外加载荷的共同作用下,蠕变是材料失效的原因之一[12−13].因此,准确认识蠕变破坏过程是结构设计和材料设计的基础.GH4169 合金的高温蠕变机制非常复杂,在不同温度和应力条件下……
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