文档介绍：维普资讯
争
..
拉晶速率对单晶高温合金高温持久断裂行为的影Ⅱ向
程国华。赵京晨孙家年。史正兴。
——一
———~

——
“蝴。。帆
.·一
摘要研究了不同拉晶速率下制得的镍基单晶高温台金的高温持久变形行为· 结
’果表明,随拉晶速率增加,单晶台金的凝固界面由平面向胞状、
减少,持久寿命有增加的趋势高温持久断裂形式由典型的韧窝断裂转向混合断裂.
二次裂纹增多;持久变形时的筏形完美性增加,位错网间距减小。
关键词毒台盒单晶拉晶速率高温持久断裂
/ 一————
—
. —
./—
,
;
,
—
.
—

前言
单晶高温合金的研究起源于年代中期,是由& 公司在研究定向凝固高
温合金的同时进行的。..发动机公司用在和
飞机上,证明其运行效果良好。近年来,单晶高温合金越来越引起各国的重视。
作为在高温、应力下使用的单晶叶片,其高温持久性能是最重要的力学性能指标。因此,研究单
晶高温合金不同拉晶速率条件下的高温持久变形机制,对充分挖掘现有单晶高温合金的潜力
无疑具有重要的意义。
试验方法
在高梯度液体金属冷却定向凝固炉上用籽晶法制取单晶试棒。采用石墨电阻加
热,真空熔炼待真空度达到.× 后升温至,然后按预定的拉速分别制取
×。试验合金成分是:.....,
作者单位:冶金都钢铁研究总院址丑& ,
作者联系毳凿;嚣磊嚣讨菩器斋置霞
维普资讯
钢铁研究学报
·,.,余量。所用坩埚为高纯三氧化二铝。
在普通光学显微镜上观察试样的低倍组织,在型扫描电镜上观察变形组织
及断口形貌,在透射电镜上观察持久变形后的位错结构,利用一试验机
进行高温持久性能测试。
试验结果与讨论
. 合金的凝同组织形貌随拉晶速率的变化
合金的凝固界面形态与成分过冷度密切相关。随成分过冷度的增加,合金的凝固形貌依
次由平面发展为胞状、树枝状。而合金中的溶质浓度、液相内的温度梯度和拉晶速率
是影响成分过玲度从而也是决定合金凝固形貌的主要因素。本研究固定,值,依次增加
值,分别得到平面、胞状、枝状界面的凝固单晶,如图所示。可见,平面单晶由粗大相组成;
胞状单晶由粗大相和极少量共晶组成,且胞晶问比胞晶干更粗大;枝状单晶由枝
晶干细小的相、枝晶间较粗大的相以及枝晶间较多的/ 共晶组成。
图单晶高温合金的凝固组织形貌×
.山,; .脚山,枝状
. ×
. 拉晶速率对高沮持久性能的影响
各种界面凝固单晶在℃,下的高温持久寿命和延伸率如图。
由图可见,随拉晶速率增加,合金的持久延伸率不断降低,而持久寿命有增加的趋势。胞
状单晶的持久寿命最短,枝状单晶的持久寿命最长。
. 拉晶速率对高温持久变形断裂行为的影响
由用不同拉晶速率制得的单晶的高温持久断口的缩颈及图的数据可知,各状态单晶的
高温持久断裂均为韧性断裂。平面、胞状单晶的持久延伸率高,出现明显的“杯锥状”,即在断裂
试样的中心近于平断口,四周自由表面附近为“斜断口形成的框边剪切唇,这是明显的韧窝
断裂。拉晶速率大的枝状单晶主要显示出韧窝断裂的宏观