長(zhǎng)期時(shí)效對(duì)GH4169合金組織演化及低周疲勞行為的影響.pdf

1、GH4169合金在650℃以下具有強(qiáng)度高、塑性好等良好的綜合性能，因此該合金應(yīng)用廣泛，成為高溫合金中的支柱產(chǎn)品，常用于生產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪盤。在實(shí)際服役條件下，長(zhǎng)期承受高溫和交變載荷的作用，在局部應(yīng)力集中的部位，極易產(chǎn)生應(yīng)變控制的低周疲勞損傷，容易產(chǎn)生低循環(huán)疲勞裂紋，往往造成災(zāi)難性的后果。因此GH4169合金的低周疲勞行為受到廣泛的關(guān)注。
　　本文模擬渦輪盤實(shí)際服役環(huán)境，研究服役過(guò)程中合金的組織演化行為，揭示不同程度組織劣化狀態(tài)下合金的

2、低周疲勞行為，即長(zhǎng)期服役組織演化對(duì)合金低周疲勞行為的影響規(guī)律;建立組織和低周疲勞行為的對(duì)應(yīng)關(guān)系、為“依據(jù)材料組織特性可靠預(yù)測(cè)其疲勞性能及壽命”的預(yù)測(cè)模型地建立，提供有利的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
　　研究表明，GH4169合金在長(zhǎng)期時(shí)效過(guò)程中，組織發(fā)生不同程度的變化。750℃下長(zhǎng)期時(shí)效，隨著時(shí)效時(shí)間的延長(zhǎng)，合金中的δ相由顆粒狀逐漸長(zhǎng)大至短棒狀、長(zhǎng)針狀，尺寸增大，體積分?jǐn)?shù)增加。γ"相過(guò)分長(zhǎng)大，體積分?jǐn)?shù)下降。
　　組織的演化影響合金的低周疲勞

3、行為，造成合金低周疲勞循環(huán)應(yīng)變的最大流變應(yīng)力隨著時(shí)效時(shí)間的延長(zhǎng)而下降。這主要是由于隨著時(shí)效時(shí)間的延長(zhǎng)，主要強(qiáng)化相γ"相粗化。在750℃下長(zhǎng)期時(shí)效500h圓盤狀γ"相的長(zhǎng)徑長(zhǎng)度已經(jīng)達(dá)425nm，尺寸過(guò)大強(qiáng)化效果嚴(yán)重下降。作為亞穩(wěn)相，γ"相在長(zhǎng)期時(shí)效的過(guò)程中會(huì)向穩(wěn)定的δ相的轉(zhuǎn)化，造成共格強(qiáng)化效果的降低，δ相體積分?jǐn)?shù)的增加也會(huì)導(dǎo)致材料強(qiáng)度下降。此外δ相主要在晶界析出，原本的晶界被δ相與基體的相界所取代，無(wú)析出帶增加，也造成強(qiáng)度的下降。低周疲勞

4、循環(huán)應(yīng)力響應(yīng)曲線呈現(xiàn)循環(huán)硬化、循環(huán)穩(wěn)定、循環(huán)軟化。低周疲勞斷口由疲勞裂紋源區(qū)、疲勞裂紋擴(kuò)展區(qū)、瞬斷區(qū)組成。在疲勞裂紋穩(wěn)定擴(kuò)展階段發(fā)現(xiàn)許多疲勞輝紋，疲勞輝紋間距基本不變。隨著時(shí)效時(shí)間的延長(zhǎng)，低周疲勞壽命呈下降趨勢(shì)。
　　GH4169合金在650℃下長(zhǎng)期時(shí)效處理后，組織較為穩(wěn)定，主要強(qiáng)化相γ"相尺寸略有增大。低周疲勞循環(huán)應(yīng)力先升高，出現(xiàn)循環(huán)硬化，而后進(jìn)入穩(wěn)定期，隨后呈現(xiàn)循環(huán)軟化。這主要是由于位錯(cuò)的增值、抵消、相互作用而導(dǎo)致的。650℃