一种含Re/Ru的单晶镍基合金的高温蠕变行为

摘要

单晶镍基合金的组织结构由γ'和γ基体两相组成，由于单晶镍基合金具有优异的高温力学和抗蠕变性能，己被广泛应用于制备先进航空发动机中的叶片部件。随着航空发动机涡轮前入口温度的不断提高，需要提高合金的承温能力，加入难熔元素W,Mo,Ta,Re,Ru可提高合金的承温能力。本文通过对含Re/Ru单晶镍基合金进行高温蠕变性能测试和组织形貌观察,研究了该合金的高温蠕变行为.结果表明,含Re/Ru单晶合金在高温具有良好的蠕变抗力,测定出合金在1040℃/160 MPa的蠕变寿命达到725小时.高温蠕变初期,合金中γ′相沿垂直于应力轴方向转变成筏状结构,其稳态蠕变期间的变形机制是位错在基体中滑移和攀移越过筏状γ′相.高温蠕变后期,合金的变形机制是位错在基体中滑移和剪切筏状γ′相,其中,位错的交替滑移使筏形γ′相扭曲,并在γ/γ′两相界面发生裂纹的萌生与扩展、直至断裂,是合金在高温蠕变后期的断裂机制.