免费论文：一种Ni基单晶高温合金的蠕变持久性能研究

单晶叶片服役过程中主要承受[001]轴向离心载荷，所以离心力导致的蠕变持久断裂是叶片的主要失效形式。本文研究了一种用于制造叶片的低密度镍基单晶高温合金[001]方向的蠕变持久性能，主要开展了以下研究内容： 试验研究了该单晶高温合金铸态和经标准热处理后的组织结构，利用XRD相分析得出了γ′相和γ相的晶格常数以及两相的错配度。 试验测定了760℃/750MPa、850℃/500 MPa、960℃/240 MPa、980℃/260 MPa、1050℃/120MPa和1050℃/140MPa条件下该合金的持久性能，并和典型第一代单晶高温合金CMSX-2对合金的持久寿命进行了对比，其寿命和合金CMSX-2相当或更长。利用SEM和TEM观察分析了持久断口形貌、断口纵截面的γ′相形貌以及位错组态，得出不同持久条件下的断裂特征。在分析和借鉴前人的基础上，讨论了γ′相在高温下定向粗化和纵向合并现象的原因。 结合实际工程参数的需求，在760℃和1000℃分别进行了570MPa、700MPa、750MPa和90MPa、150MPa、180MPa条件下的100h拉伸蠕变试验，研究了小蠕变量下该合金的蠕变性能和特征，并得到各种试验条件下的蠕变曲线。分析了不同蠕变制度下 相定向粗化的规律，归纳了不同制度下位错切入γ′相的不同形态。结合持久和蠕变试验，得出：位错首先形成于基体中，随着蠕变的进行，以不同的方式切入γ′相。γ′相与基体共格时（即未筏化），位错以堆垛层错的形式切入；γ′相筏化时（即高温时），以位错对或位错线的形式切入；在高温持久蠕变时，低应力下形成四边位错网，蠕变进入第三阶段时，位错以长的位错线切入γ′相；在高应力下，形成六边位错网，蠕变进入第三阶段时，位错以位错对或短小的超位错切入γ′相。

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