高温低周疲劳下C-HRA-5奥氏体耐热钢中孪晶界演变

研究了先进超超临界燃煤机组用新型奥氏体耐热钢C-HRA-5在700℃低周疲劳下退孪生行为,利用SEM、EBSD和TEM等对孪晶界(TBs)的演变、退孪生机制及残留TBs对疲劳裂纹的影响进行了分析。结果表明,C-HRA-5钢经高温固溶处理后,低Σ重合位置点阵(CSL)晶界比例达到69%,以Σ3型TBs为主。在高温低周疲劳下,出现了显著的退孪生现象,且退孪生程度随着应变幅的增加而增加。退孪生机制主要与位错-TBs交互作用和TBs上相析出有关。疲劳试样中塑性变形以平面滑移为主,形成了大量的位错滑移带结构。位错滑移带循环碰撞TBs,导致晶界共格关系消失并最终退孪生。位错-TBs交互作用诱导部分TBs析出M_(23)C_(6)相,析出相加剧TBs对位错的钉扎作用,强化位错-TBs的交互作用,加速退孪生过程。与C-HRA-5钢中随机晶界相比,残留TBs仍然具有较高的强度,抑制疲劳裂纹的萌生与扩展。