一种低Re第二代镍基单晶高温合金的拉伸性能

利用扫描电镜和透射电镜及拉伸试验机等研究了一种自行设计的低Re第二代镍基单晶高温合金在不同温度下的拉伸变形行为及微观机制。结果表明:合金的屈服强度和抗拉强度随试验温度的升高先增加后降低,并表现出明显的反常屈服现象,760℃时合金的屈服强度达到峰值1099 MPa;断口分析表明在室温和760℃下合金的断裂模式为纯剪切断裂,而在980℃下转变为微孔聚集型断裂;合金在室温下的主要变形机制为单根超位错和小宽度层错剪切γ′相,在760℃下的变形机制为大宽度层错剪切γ′相,而在980℃下变形机制转变为带有反相畴界(APB)的超位错对剪切γ′相。

两种“W替Re”型低成本第二代镍基单晶高温合金的高温持久变形机制

用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)观察两种“W替Re”型低成本第二代镍基单晶高温合金分别在982℃/248 MPa和1070℃/137 MPa条件下持久变形断裂后的微观组织,研究了其变形的机制。结果表明,两种合金的持久性能均达到第二代单晶高温合金的水平;持久变形断裂后γ’相连接并合并成“N型筏”结构,随着与距离断口位置的接近γ’相的扭曲变形程度加剧。在相同条件下8.5W+1.0Re合金γ’相的筏形化程度比8.0W+1.5Re合金低;与982℃/248 MPa条件相比,在1070℃/137 MPa下两种合金持久变形断裂后的界面位错网更加致密。在相同条件下,8.0W+1.5Re合金比8.5W+1.0Re合金的位错网更致密,8.5W+1.0Re合金在两条件下持久变形断裂后都能观察到剪切进γ’相的a<010>超位错;两种合金失稳断裂的主要原因是,γ基体中的a/2<110>位错剪切进入γ’相使筏形γ’相变形加剧,裂纹在γ/γ’界面处萌生和扩展,最终使合金断裂;γ/γ’两相界面上的位错网和a<010>超位错可在一定程度上提高合金的持久变形抗力。