一种第四代镍基单晶高温合金的同相位热机械疲劳行为及损伤机制

热机械疲劳是单晶高温合金在实际服役过程中的一种重要损伤模式,澄清合金的热机械疲劳行为及损伤机制对于提升单晶高温合金的服役可靠性具有重要意义。本工作以先进航空发动机高压涡轮叶片用第四代单晶高温合金DD91为对象,采用SEM、EBSD、TEM等手段研究了合金在600~1000℃下的同相位热机械疲劳断裂特征及损伤机理。结果表明,随应变幅的升高,合金的疲劳寿命大幅下降,迟滞曲线明显张开,且应力响应行为由高温半周循环软化和低温半周循环硬化转变为以循环稳定为主导的特征。在不同应变幅下疲劳断裂后,合金断口呈韧性断裂特征,随应变幅的升高,韧窝区面积分数不断下降。在低应变幅下,合金主要承受氧化损伤,并伴随一定程度的蠕变损伤,合金的主要变形机制为位错在γ基体中滑移,并以Orowan机制绕过γ’强化相;而在高应变幅下,合金承受严重的塑性变形损伤而氧化损伤程度减轻,此时界面位错能够以生成层错或反相畴界的形式切割γ’相。另外,合金在不同应变幅下循环至断裂后,均未出现再结晶晶粒和变形孪晶。

镍基单晶高温合金的小角度偏离[001]取向对蠕变性能的影响

小角度偏离[001]取向的镍基单晶高温合金的蠕变性能受温度、γ’尺寸和应力条件的影响。本文综述了镍基单晶高温合金的[001]取向小角度偏离对蠕变性能的影响。不同程度的偏离引起的不同蠕变性能变化,源于不同的蠕变变形机制。不同的蠕变变形机制对应着引起蠕变发生的不同临界应力。在中温(760~850℃),合金的蠕变性能对[001]取向的角度偏离很敏感,即使角度有轻微变化也会对蠕变性能有明显影响,但是温度高于850℃时,小角度的取向偏离对蠕变性能影响不大。γ’尺寸对小角度偏离的合金蠕变性能的影响受温度制约。在中温,γ’尺寸的变化影响着小角度偏离引起的蠕变性能变化,但是在高温γ’相快速伐化,变形机制和γ’尺寸变化无关。

回归再时效处理对Al-6Zn-2Mg-2Cu合金力学性能及耐蚀性的影响

通过维氏硬度测试、拉伸测试、剥落腐蚀与晶间腐蚀试验、扫描电镜（SEM）与透射电镜（TEM）分析等手段,研究了回归再时效（RRA）处理对Al-6Zn-2Mg-2Cu合金力学性能及耐腐蚀性能的影响。结果表明：经RRA处理后的Al-6Zn-2Mg-2Cu合金硬度、强度与单级时效（T6态）相当,均高于双级时效（T73态）。RRA 190℃×40 min处理,合金硬度达到最高,回归时间继续延长,硬度逐渐减小。Al-6Zn-2Mg-2Cu合金经不同时效处理后抗腐蚀性能由低到高依次为：T6、RRA 190℃×20 min、RRA 190℃×40 min、RRA 190℃×60 min、T73。RRA处理可保持Al-6Zn-2Mg-2Cu合金高强度的同时提高其抗腐蚀性能。经120℃×24 h＋190℃×40 min＋120℃×24 h的RRA处理后,合金硬度较高且腐蚀敏感性小,具有良好的综合性能。